6 q hetkel ülekantav laeng A töö Epot potentsiaalne energia e elektrivälja energia tihedus Alalisvool I voolutugevus q laeng t aeg e elektroni laeng n elektronide arv vaadeldavas ruumalas l juhi pikkus v elektronide liikumise kiirus (suurus) S juhi ristlõike pindala NA Avogadro arv tihedus µ moolimass U pinge R takistus EMJ elektromotoorne jõud Rv välistakistus Rs sisetakistus A töö N võimsus Magnetostaatika F jõud E elektrivälja tugevus q laeng B magnetiline induktsioon v kiirus magnetilise induktsiooni vektori ja kiirusvektori vaheline nurk I voolutugevus ds juhi element vektorina F jõu suurus B magnetilise induktsiooni suurus v kiiruse suurus R ringjoone raadius m osakese mass nurkkiirus (suurus) f sagedus µ0 magnetiline konstant r uuritava punkti kohavektor magnetvälja tekitaja suhtes
Sel juhul liinis levivad kulglained st. U ja I on kuni takistuse ühenduskohani samasugused kui lõpmata pikas liinis. 10 Skeemitehnika. SS-98. Ideaalses kadudeta liinis leviv impulss hilistub, kuid kuju ei moonutu. 1. Avatud lõpuga liin, kui liiniga ühendatakse alalispingeallikas pingega E: Kui pingeallika sisetakistus RS on võrdne liini lainetakistusega , siis jaguneb pingeallika pinge U võrdselt R i E RS ja vahel. Seepärast levivad liinis pingelaine ja 2 E
lahtiühendatud vooluallika klemmidel võrdne tema elektromotoorjõuga. Kasuliku võimsuse suhe 2 2 R vooluallika kogu võimsusesse määrab allika kasuteguri. Pk=RJ2= R= * ( R0 + R ) 2 R0 + R R0 + R -U r= () r-vooluringi sisetakistus J Magnetväli vaakumis (Amperi seadus)- Paigalseisva laengu puhul magnetvälja ei täheldata. Magnetväli tekib koos liikuvate laengute ehk elektrivooluga. Magnetvälja põhiomadus on, et ta mõjutab välja asetatud liikuvat laengut ehk elektrivoolu jõuga. Seda nim. magnetiliseks jõuks. Seega: Elektrivool on nii magnetvälja tekitaja kui ka selle mõju vastuvõtja. Amper``I seadus: Juhile avalduv jõud on võrdeline voolutugevusega ja juhi pikkusega ning oleneb juhi asendist
saada katseandmete vastaval töötlemisel. Eksitused on vead, mis moonutavad jämedalt mõõtmistulemusi. Nende hulka kuuluvad vale lugem, andmete valesti üleskirjutamine jne. Eksitused tuleb mõõteandmete töötlemisel kui mitteusaldusväärsed kõrvale jätta. 25. Pinge mõõtmine. Pinge mõõtmiseks ahela osas kasutatakse voltmeetrit, mis lülitatakse selle osaga rööbiti. Voltmeetri mõju vähendamiseks ahela tööle peab voltmeetri sisetakistus olema suur võrreldes ahela osa takistusega. Voltmeetril on tavaliselt mitu piirkonda. Kui pinge suurus pole ligikaudu teada, siis tuleb valida kõige suurem piirkond. Õigesti valitud piirkonna korral on osuti skaala viimases kolmandikus. Mõõtemehhanismist omatarbest põhjustatud mõõtetulemuste moonutusi hinnatakse mõõtmismeetodi vea järgi. Mõõtepiirkonna suurendamiseks, ühendadakse manganiinist eeltakisti jadamisi voltmeetriga. 26. Voolu mõõtmine.
1. Kirjeldada magnetelektrilise, elektromagnetilise ja elektrodünaamilise mõõteriista ehitust ning tööpõhimõtet. 2. Milline on volt- ja ampermeetri sisetakistus ning kuidas ühendatakse need mõõteriistad vooluringi? 3. Kirjeldada ampermeetri lülitust voolutrafoga ja -sundiga. 200 4. Mida tähendab ampermeetrile märgitud tingtähis 5 ja mille poolest erineb selle ampermeetri lülitus ilma sellise tähistuseta mõõteriista omast? Missuguseks kujuneb selle ampermeetri mõõtepiirkond voolutrafota lülitamisel? 5
liikumise suuna suurema elektromotoorjõuga vooluallikas (klemmipinge). Elektromotoorjõud on töö, mida teevad vooluallikas toimivad kõrvaljõud ühikulise laengu (1 C) üleviimisel. Elektromotoorjõud on võrdne potentsiaalide vahega vooluallika klemmidel välise ahela puudumisel. Elektromotoorjõu mõjul liiguvad laengukandjad madalama potentsiaaliga negatiivse klemmi ümbrusest kõrgema potentsiaaliga positiivse klemmi ümbrusesse. Ideaalne emj allikas on seade, millel puudub sisetakistus s.t. laengukandjad saavad vooluallika sees takistamatult liikuda. Sellise vooluallika väljundklemmida potentsiaalide vahe on alati võrdne elektromotoorjõuga. Reaalne emj allikas on tavalike vooluallikas, milles esineb sisetakistus. Kui reaalne emj seade ei ole lülitatud vooluahelasse, siis ei läbi teda elektrivool ja klemmipinge on võrdne elektromotoorjõuga. Kui seade lülitatakse vooluahelasse, erineb klemmipinge seadme elektromotoorjõust. Takistus ja eritakistus, Ohmi seadused
RA = 0.3 In = C*n = 0.001*150 = 0.15 A n = 150 jaot p = I/In = 300/0.15 =2000 C = 0.001 A/jaot RS = RA/(p-1) = 0.3/(2000-1) = 0.00015 I = 300 A CRS = I/n = 300/150 = 2 A/joat ----------------------- RS - ? CRS - ? Ülesanne 12 0.5 A mõõtepiirkonnaga ja 100 skaala jaotusega ampermeetri sisetakistus on 0.2. Leida sundi takistus, mis on vajalik mõõtepiirkonna laiendamiseks kuni 25A, määrata ahela vool, kui sunteeritud voolu näit on 60 jaotist. ANTUD: LAHENDUS: RA = 0.2 p = I/In = 25/0.5 = 50 n = 100 jaot RS = RA/(p-1) = 0.2/(50-1) = 4.081*10-3 In = 0.5A CS = I/n = 25/100 = 0.25
4. transformaator 5. soojuskiirgus 1. 6.1.Elektrimahtuvus-Tähendab laengut, mis kulub keha laadimiseks teatud potensiaalini. Keha potensiaal kasvab võrdeliselt talle antud laenguga fii-q Võrdetegur on 1/C C=q/fii Elektrimahtuvus on laeng, mis tuleb anda juhile, et muuta potensiaalide vahet ühe ühiku võrra 2.Vooluallika kasutegur-Elektriahel koosneb ühendusjuhtmetest, vooluallikast ja tarbijast. =Pk/P=U/E=R/Ro+R P-vooluallika koguvõimsus Pk-vooluallika kasulik võimsus Ro- vooluallika sisetakistus R-koormuse takistus. Kasuliku võimsuse suhe vooluallika koguvõimsusesse määrab vooluallika kasuteguri. Maksimaalse kasuliku võimsuse saame takistuste suhte juures R/R=1 kasutegur on siis 50% 3. 3.biot-savarti-laplace seadus-Mis tahes voolu magnetväli on arvutatav selle voolu elementide poolt põhjustatud magnetvälja tugevuste summana. Vooluelementide väljatugevus:
R R1 R2 Rn Vooluring on jadamisi ühendatud vooluallikas ja tarbija, aga ka mitmed muud elemendid, nagu lüliti ja mõõteriistad. Vooluallikas on seade, mis muundab mitteelektrilist energiat elektrienergiaks. Nii nagu raskusjõud võrdsustab veetasemeid, nii võrdsustab elektriline jõud juhtide potentsiaale. Vooluallika sees hoiavad pinget ehk ,,tasemete vahet" mitteelektrilised nn kõrvaljõud, mis teevad seal vajalikku tööd. Vooluallika sisetakistus r iseloomustab jõude, mis takistavad vooluallika sees laengukandjate suunatud liikumist. Nende jõudude ületamiseks kõrvaljõud tekivadki. Elektromotoorjõud näitab, kui suur on kõrvaljõudude töö ühiklangu ümberpaigutamisel vooluringis. Akogu E = q Ohmi seadus vooluringi kohta voolutugevus vooluringis võrdub elektromootorjõu ja kogutakistuse suhtega. E I= (NB! Valemis on E, tegelikult peab olema E) R+r
1kWh=3600000 J Vooluallikas on seade, mis muundab mitteelektrilist energiat elektrienergiaks. Elektromotoorjõud näitab kõrvaljõudude tööd positiivse ühiklaengu ühekordsel läbiviimisel kogu vooluringist. See on suurim pinge, mida antud vooluallikas on üldse suuteline tekitama. Valem: =A /q Ohmi seadus kogu vooluringi kohta väidab, et voolutugevus ahelas on võrdeline elektromotoorjõuga ja pöördvõrdeline kogutakistusega. Valem: I=/(R+r) (r- vooluallika sisetakistus) Vooluallika sisetakistus r iseloomustab jõude, mis takistavad vooluallika sees laengukandjate suunatud liikumist. Lühis: R=0 ; Tühijooks: R= Magnetväli Püsimagnet on ka elektrivoolu puudumisel magnetvälja omav keha. Ampere'i seadus väidab, et magnetväljas asuvale vooluga juhtmelõigule mõjuv jõud F on võrdeline juhtmes esineva voolu tugevusega I, juhtmelõigu pikkusega l ja siinusega nurgast voolu suuna ja magnetvälja suuna vahel. Valem: F=BIlsin
r+R Mida mõõdab voltmeeter. Tõestage oma väidet kasutades allolevat joonist. Voltmeeter mõõdab pinget iseendal, mille kaudu saame teada punktide 1 ja 2 vahel oleva potentsiaalide vahe. Voltmeetri sisetakistus peab olema suur võrreldes mõõdetava ahelaga, et mitte häirida mõõdetavat ahelat. Üldistatud Ohmi seadus R12∗I =φ 1−φ2 + E12 ⇒ φ1−φ2=R12∗I −E 12 . Voltmeetri jaoks: RR∗I V =φ1−φ 2 kuna voltmeetris puudub emj. allikas. Lähtudes töö valemist elektrostaatilises väljas tuletage Joule-Lenz’i seadus. Andke kõik kolm kuju. Vool läbides juhti soojendab seda. Töö laengu läbiviimisel juhist avaldub:
enam laadimisreaktsioonist osa. Pliiakul on mõned väärtuslikud omadused, mistõttu on ta tänapäevalgi hädavajalik vooluallikas, eriti sisepõlemismootorite juures. Nimelt püsib pliiaku pinge suurema osa tühjenemise ajast konstantsena (ühe purgi klemmipinge on 2V (Karik, Palm, Past, 1981:209)). Teiseks on võimalik pliiakust võtta lühiajaliselt õige tugevat voolu (100V ja rohkem), mis on mootori käivitamisel oluline. Ka on pliiakul sisetakistus väike. Seega on lahtriteks jagatult võimalik suurendada tööpinget vastavalt 6 või 12 V-ni. (Timotheus, 1999:259-260) Sellest tuleb lähemalt juttu osas 1.4. Pliiaku puuduseks on tema suur mass (plii tihedus on 11 300 kg/m3), tundlikkus laadimata oleku ja ülekoormuse suhtes ning suhteliselt kõrge hind. Samas on nende patareid asendamatud avariiolukordades, eriti haiglates ja mujal ootamatute voolukatkestuste puhul. Siiani ei ole ükski muu aku pliiakudele väga tõsist konkurentsi pakkunud
Ohmi seadus elektri ahelas - suletud elektriahelas voolutugevus on võrdeline allikapingega ja pöördvõrdeline elektriahela kogutakistusega. E kus I [A] - voolutugevus elektriahelas E [V] - allikapinge I= R [] - elektriahela takistus R+Ro Ro[] - elektrienergia allika sisetakistus Sellest valemist võib määrata allikapinge väärtuse: E = I (R+R0) ehk E = IR+IR0 millest U = IR U = IR0 1
tehtud töö ja laengu suuruse suhe. Ak = q · Ohmi seadus kogu vooluahela kohta: voolutugevuse kogu vooluahela on võrdeline vooluallika elektromotoorjõuga ja pöördvõrdeline kogu vooluahela takistusega. J= / R+r , milles J voolutugevus (A) vooluallika emj (V) R vooluahela välistakistus ( ) r vooluallika sisetakistus ( ) · Takistite jada- ja rööpühendus: JADAÜHENDUS RÖÖPÜHENDUS R=R1+R2+R3 U=U1+U2+U3 J=J1+J2+J3 J=J1+J2+J3 U=U1+U2+U3 MAGNETVÄLI · Püsimagnetiks nim. kehasi mille ümber eksisteerib kogu aeg magnetväli
Ohmi seadus elektri ahelas - suletud elektriahelas voolutugevus on võrdeline allikapingega ja pöördvõrdeline elektriahela kogutakistusega. E kus I A - voolutugevus elektriahelas E V - allikapinge I R - elektriahela takistus R+Ro Ro - elektrienergia allika sisetakistus Sellest valemist võib määrata allikapinge väärtuse: E = I (R+R0) ehk E = IR+IR0 millest U = IR U = IR0 1
Kõik vahetulemused tuleb esitada kolme tüvenumbriga. Paranduste tegemisel pole lubatud numbreid ja valemeid üle kirjutada, vaid valele numbrile või valemile tuleb tõmmata peale selge kriips. Uus number või valem kirjutatakse läbikriipsutatu kõrvale. 19. Vooluringi ( vt. joonis ) ühendatud takistite takistused on R1= 1,0 Ω, R2=2 Ω, R3=6 Ω ja R4=4,5 Ω. Vooluallika elektromotoorjõud on 18 V ja vooluallika sisetakistus on 2 Ω, Vastake järgmistele küsimustele. (13 p. ) B R2 C R1 R4 4 A D
enam laadimisreaktsioonist osa. Pliiakul on mõned väärtuslikud omadused, mistõttu on ta tänapäevalgi hädavajalik vooluallikas, eriti sisepõlemismootorite juures. Nimelt püsib pliiaku pinge suurema osa tühjenemise ajast konstantsena (ühe purgi klemmipinge on 2V (Karik, Palm, Past, 1981:209)). Teiseks on võimalik pliiakust võtta lühiajaliselt õige tugevat voolu (100V ja rohkem), mis on mootori käivitamisel oluline. Ka on pliiakul sisetakistus väike. Seega on lahtriteks jagatult võimalik suurendada tööpinget vastavalt 6 või 12 V-ni. (Timotheus, 1999:259-260) Sellest tuleb lähemalt juttu osas 1.4. Pliiaku puuduseks on tema suur mass (plii tihedus on 11 300 kg/m3), tundlikkus laadimata oleku ja ülekoormuse suhtes ning suhteliselt kõrge hind. Samas on nende patareid asendamatud avariiolukordades, eriti haiglates ja mujal ootamatute voolukatkestuste puhul. Siiani ei ole ükski muu aku pliiakudele väga tõsist konkurentsi pakkunud
Ohmi seadus vooluringi osa kohta : Voolutugevus vooluringi mingis lôigus on vôrdeline pingega selle lôigu otstel ja pöördvôrdeline selle lôigu takistusega. I=U/R 7 Ohmi seadus üldkujul : I = / ( R + r ) - vooluallika elektromotoorjôud (emj.) (V) R - (juhtmete) välistakistus (). Takistus on 1 oom, kui pingel 1V läbib seda voolutugevus 1A. r - vooluallika sisetakistus () Emj. on füüsikaline suurus, mis näitab, kui suurt tööd teevad mitteelektrilised jôud positiivse ühiklaengu ümberpaigutamisel kogu vooluringis. = Ak/ q ( 1V = 1J/1C) Juhtme takistus sôltub tema materjalist, pikkusest ja ristlôike pindalast. Igal juhtmel on oma eritakistus. Mida suurem see on, mida pikem ja peenem on juhe, seda suurem on tema takistus. R = . l / S ()
tüüpi akusid. GP akusid on kolme klassi: · nikkel-kaadmium (lühend akul Ni-Cd) · nikkel-metallhüdriid (lühend akul Ni-MH) · liitium-ioon (lühend akul Li-Ion) Rohkem toodetakse tänapäeval Ni-MH akusid, kuna nende mahtuvus on suurem. 99% seadmetes, mis on ettenähtud 1,5V patareidele, saab kasutada ka akusid pingega 1,2V. AKU LAETAVUSE TEST 8 AKUDE OMADUSED Ni-Cd akude plussid ja miinused: + väiksem sisetakistus, seega talub suuremat voolu + talub suuremat temperatuuri kõikumist + hind on odavam - väiksem mahtuvus - loodusele ohtlike jäätmete sisaldus (kaadmium) Ni-MH akud: + suur mahtuvus + loodussõbralikkus - kallim hind Akude mahtuvus, eluiga, kasulikkus tarbijale ja kasutamine. Ni-Cd akude mahtuvus jääb vahemikku 700 kuni 1800 mAh, Ni-MH akudel 1300 kuni 2000 mAh. GP akule on trükitud minimaalne mahtuvus, mida see aku välja andma peab, tegelikkuses on keskmine mahtuvus ca 10% suurem
tüüpi akusid. GP akusid on kolme klassi: · nikkel-kaadmium (lühend akul Ni-Cd) · nikkel-metallhüdriid (lühend akul Ni-MH) · liitium-ioon (lühend akul Li-Ion) Rohkem toodetakse tänapäeval Ni-MH akusid, kuna nende mahtuvus on suurem. 99% seadmetes, mis on ettenähtud 1,5V patareidele, saab kasutada ka akusid pingega 1,2V. AKU LAETAVUSE TEST AKUDE OMADUSED Ni-Cd akude plussid ja miinused: + väiksem sisetakistus, seega talub suuremat voolu + talub suuremat temperatuuri kõikumist + hind on odavam - väiksem mahtuvus - loodusele ohtlike jäätmete sisaldus (kaadmium) Ni-MH akud: + suur mahtuvus + loodussõbralikkus - kallim hind Akude mahtuvus, eluiga, kasulikkus tarbijale ja kasutamine. Ni-Cd akude mahtuvus jääb vahemikku 700 kuni 1800 mAh, Ni-MH akudel 1300 kuni 2000 mAh. GP akule on trükitud minimaalne mahtuvus, mida see aku välja andma peab, tegelikkuses on keskmine mahtuvus ca 10% suurem
ning on võrdne juhi takistusega juhul, kui juhi pikkus ja ristlõikepindala on ühikulised. Takistite jadaühenduse korral ei esine vooluringis hargnemisi. Kõik juhid ühendatakse üksteisega järjestikku. Takistite rööpühenduse korral hargneb vool mitmeks osaks. Kõigile elektriseadmetele on rakendatud sama voolu pinge. Vooluring on jadamisi ühendatud vooluelemendid. Vooluallikas on seade, milles mehaaniline-, keemiline- või siseenergia muundatakse elektrienergiaks. Vooluallika sisetakistus iseloomustab jõude, mis takistavad vooluallika sees laengukandjate suunatud liikumist. Elektromotoorjõud on maksimaalne pinge, mida vooluallikas üldse suudab tekitada. Voltmeeter mõõdab pinget juhi otstel. Ampermeeter mõõdab voolutugevust juhis. Magnetväli: Püsimagnet on keha, mis säilitab magnetilised omadused pikema aja vältel. Magnetilise induktsiooni vektori mooduliks nimetatakse vooluraamile mõjuva jõumomendi M ja suuruse IS suhet.
· Madala stabiilsusega stabilisaator · Keskmise stabiilsusea stabilisaatorid · Kõrge stabiilsusega stabilisaatorid · Täppisstabilisaatorid Liigutus tööpõhimõtte järgi · Parameetrilised stabilisaatorid · Kompensatsioonsabilisaatorid Pingestabilisaatorid. Üldist. Põhiparameetrid. Vt.joonist pingestabilisaatorid. Parameetrid · Pinge stabiliseerimistegur tingimusel, et koormusvool on muutumatu e. konstantne · Sisetakistus e. väljundtakistus sisendpinge peab olema muutumatu · Silutegur iseloomustab muutusi kiiretele muutustele. · Stabiliseerimistegur iseloomustab stabilisaatori reaktsiooni aeglastele muutustele Parameetriline pinge stabilisaator Vt. joonis parameetriline pinge stabilisaator. 1. Kasutatud on stablitroni (Zeneri diood) omadusi p-n siirde läbilöögi piirkonnas st vastupingestatult. 2
o Standartolekust erinevatel tingimustel saab leida redokspotentsiaali Nersti võrrandi abil · Keemilised vooluallikad on praktilises kasutuses olevad glaavanielemendid, mida kasutatakse elektrivoolu saamiseks. · Akude kohta mis tead? · Head vooluallikat iseloomustab: o Suur erimahtuvus (toodetava energiahulga ja massi või ruumala suhe) o Elektromootorjõu (klemmipinge) konstantsus vooluallika tühjenemisel o Madal sisetakistus (võimaldab saada tugevat voolu) o Hea säilivus o Kui tegemist on akudega siis on olulised veel: Maksimaaline laadimid- ja tühjendamiskordade arv Väike isetühjenemine · Erinevad vooluallikad: o Mangaan-tsinkelement o Leeliselement o Liitiumelement o Pliiaku o Liitium-ioonakud o Nikkel-kaadmiumaku o Nikkel-metallhüdriidaku o Kütuseelemendid · Elektrolüüs on:
keskmiselt 5-7 F/cm3. Energiaskaalas väljendades on see suurusjärgus 10Wh/l, mis ei ole suur, jäädes kuni 25 korda maha parimatest liitium- vooluallikatest. Siiski on sellisel energiasalvestamisel teatud eelised, mis teevad superkondensaatori eriti atraktiivseks. Peamisena olgu märgitud energia salvestamise ja energia kättesaamiseks kulutatav aeg, mis võib kesta tunde kuid võib toimuda ka sekundite jooksul. Reeglina on kondensaatorite minimaalne laadimise aeg võrdne 3RC, kus R on sisetakistus ja C on mahtuvus. Kui parimatel elektrolüütkondensaatoritel on RC millisekundi suurusjärgus, siis superkondensaatoril on RC vahemikus 0,5 kuni 10 sekundit, sõltuvalt kasutatavatest komponentidest. 2.12 Ostsilloskoop Ostsilloskoop on mõõteriist ajas muutuvate suuruste kuju vaatlemiseks ja parameetrite mõõtmiseks. Kujutis moodustatakse uuritava suuruse hetkväärtustest moodustatud joone elektronkiirega kuvamise teel. Joonis 4. Ostsilloskoop 2.13 Elektriskeemid
Füüsika koolieksam. Päikesesüsteem , koosneb Päikesest ning sellega seotud objektidest ja nähtustest, sealhulgas planeet Maa, millel me elame. Tegemist on kõige paremini tuntud näitega planeedisüsteemist, mis üldjuhul koosneb ühest või mitmest tähest ning nendega gravitatsiooniliselt seotud ainest (planeedid, meteoorkehad, tolm, gaas). (+ eraldi lehtedelt vaadata) Valguse peegeldumine, Langemisnurk (a) on nurk pinna ristsirge ja langeva kiire vahel. Peegeldumisnurk (b) on nurk pinna ristsirge ja peegeldunud kiire vahel. Langemisnurk on alati võrdne peegeldumisnurgaga. Fookuseks ehk tulipunktiks nimetatakse punkti, kus koondub nõguspeeglile langev paralleelne valgusvihk. Valguse murdumiseks nimetatakse valguse suuna muutumist kahe erineva keskkonna piirpinnal. Optiliselt hõredamast keskkonnast üleminekul optiliselt tihedamasse keskkonda murdub valgus pinna ristsirge poole. Optiliselt tihedam...
ning pinget mõõdetakse voltmeetriga ning see ühendatakse vooluringi rööbiti. 12.MIs on ja mida näitab elektromotoorjõud?- Elektromotoorjõud on maksimaalne pinge mida antud vooluallikas üldse suudab tekitada. Elektromotoorjõud näitab, kui suur töö teevad kõrvaljõud selleks, et toimetada vooluringi suvalises punktis paiknev positiivne ühiklaeng läbi kogu ringi samasse punkti tagasi.VALEM: Ak ἐ= q 13.Mis on sisetakistus?- Sisetakistuseks nimetatakse vooluallika enda takistus. 14.Elektrivoolu töö ja võimsus? Kuidas arvutad ja mida näitab?- Elektrivoolu tööd mõõdetakse džaulides ja võimsust vattides. Elektrivoolu töö on füüsikaline suurus, mis arvuliselt võrdub juhi otstele rakendatud pinge, voolutugevuse ja töö sooritamiseks kulunud aja korrutisega. Mõõtühik – J (dšaul) A = U×I×t(aeg) Elektrivoolu võimsus näitab, kui palju tööd teeb elektrivool ajaühikus. Mõõtühik - W (watt)
S 2011/2012 18. Elektrokeemia 15 Keemilised vooluallikad Keemilised vooluallikad on praktilises kasutuses olevad galvaanielemendid, mida kasutatakse elektrivoolu saamiseks. Head vooluallikat iseloomustab: · suur erimahtuvus (toodetava energiahulga ja massi v~oi ruumala suhe) · nullvoolupotentsiaali (klemmipinge) konstantsus vooluallika t¨uhjenemisel · madal sisetakistus (v~oimaldab saada tugevat voolu) · hea s¨ailivus Kui tegemist on akuga (korduvat laadimist ja t¨uhjendamist v~oimaldava gal- vaanielemendiga), siis on olulised veel: · maksimaalne laadimis- ja t¨uhjendamiskordade arv · v¨aike iset¨uhjenemine YKI0020 Keemia alused Toomas Tamm 2011 S 2011/2012 18. Elektrokeemia 16 Keemilised vooluallikad
3. Mõõteseadme mõõtevigade klassifikatsioon Metoodilised ja riistavead. Riistavead tekivad mõõteseadme või selle osade ebapiisava kvaliteedi tõttu. Näiteks indikatsiooniseadme osuti laagrites tekib hõõrdetakistuse tõttu lisajõud, mis mõjutab osuti asendit. Vastastikuse mõju vead. Seda liiki vead tekivad mõõteseadme, mõõteobjekti ja eksperimentaatori vastastikusest mõjust mõõtmiste käigus. Näiteks pinge mõõtmisel voltmeetri abil peab voltmeetri sisetakistus olema väga suur võrreldes mõõdetava ahela takistusega. Põhi- ja lisavead. Iga mõõteseade töötab keerulistes, ajas muutuvates tingimustes ja peale mõõdetava suuruse reageerib mingil määral ka teistele, mittemõõdetavatele, kuid samaaegselt talle mõjuvatele suurustele. Süstemaatilised ja juhuslikud vead. Süstemaatilisi vigu (ingl bias errors) võib nende muutuse iseloomu järgi jagada püsi- ja muutuvvigadeks. Püsivigade
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. Kui ahela välistakistus on 1.0 , on pinge patarei klemmidel 1.5 V. Kui välistakistust suurendada 2.0 oomini, kasvab pinge klemmidel 2.0 voldini. Leida patarei elektromotoorne jõud ja sisetakistus. 13. Vooluallikat, mille klemmipinge on 45 V, on vaja kasutada soojendusspiraali pingestamiseks. Spiraali takistus on 20 ja ta on arvestatud pingele 30 V. Kasutada on kolm reostaati: a) 6 , 2 A, b) 30 , 4 A, c) 800 , 0.6 A. Millist kasutada? 14. Läbi 20-oomise takistuse voolab 10 minuti jooksul laeng 103 C. Kui palju eraldub soojust? MAGNETVÄLI 15. Prootonite kimp liigub kiirusega 3.0 105 m/s läbi homogeense magnetvälja, mille magnetiline induktsioon on 2.0 T ja mis on suunatud z-telje
sest tegelikult pole veed teada. Ahelas on kolm vooluringi: BCFAB, BCDEFAB ja CDEFC. Valime võrrandi koostamiseks vabalt nn ringkäigusuuna näiteks päripäeva. Siis tuleb võrrandisse paigutada E positiivsena, kui ta suund ühtib ringkäigusuunaga, ja negatiivsena, kui ei ühti. Pingelang IR loetakse positiivseks, kui voolu suund takistis ühtib ringkäigusuunaga, ja negatiivseks, kui ei ühti. Olgu joonisel kujutatud generaatori emj. E1 = 8 V ja sisetakistus R01 = 0,1 , aku emj. E2 = 6 V ja sisetakistus R02 = 0,2 ning välisahela (tarvitite) kogutakistus R = 0,5 . Kõigi voolude ja tarvitite klemmipinge määramisel selgub ka, kas aku on laadimis- või tühjendamis- reziimil. Tundmatuid voolusid on kolm; I1, I2, ja I3. Nende leidmiseks peab koostama süsteemi kolmest võrrandist. Kaks sõlmpunkti (C ja F) ja kolm kinnist - vooluringi võimaldavad kirjutada kokku viis võrrandit. Õige võrrandivalik on see, kui Kirchhoffi esimese seaduse järgi kirjutada võrrandeid üks vähem kui
E= q E elektromotoorjõud (1V), Av väliste jõudude töö, q - laeng Ohmi seadus E I voolutugevus, E elektromotoorjõud, vooluringi kohta IR + Ir = E I= R +r R vooluringi kogutakistus, r vooluallika sisetakistus U = IR vooluallika klemmipinge, U s = Ir sisetakistuse pinge E Lühisvool: R = 0 U = 0 I = Avatud vooluring: I = 0 U = E r Keerulised n n Iga suletud vooluringi jaoks on elektromotoorjõudude algebraline vooluringid = I ( R + r)
Akudes toimuvaid muundusprotsesse nimetatakse elektrokeemilisteks protsessideks ja nendes protsessides osalevaid aineid aktiivaineteks. Akude põhiparameetrid on: · Elektromotoorjõud praktiliselt konstantne ja määratakse elektroodide potentsiaalide erinevusega avatud välisahela korral. E=U -U , + - kus U + , U - on ,,+" ja ,,-" elektroodi potentsiaalid. · Sisetakistus on muutuv ja sõltub tööreziimist ( R t , R l ) · Pinge eristatakse tühjenemispinget U t ja laadimispinget U l U =EI R t t t , U =E+I R , l l l Kus I t , R t , I l ja R l on tühjenemise ja laadimise voolutugevused ja sisetakistused.
3. Eksitused on vead, mis moonutavad jämedalt mõõtmistulemusi. Nende hulka kuuluvad vale lugem, andmete valesti üleskirjutamine jne. Eksitused tuleb mõõteandmete töötlemisel kui mitteusaldusväärsed kõrvale jätta. 25. Pinge mõõtmine - Pinge mõõtmiseks ahela osas kasutatakse voltmeetrit, mis lülitatakse selle osaga rööbiti. Voltmeetri mõju vähendamiseks ahela tööle peab voltmeetri sisetakistus olema suur võrreldes ahela osa takistusega. Voltmeetril on tavaliselt mitu piirkonda. Kui pinge suurus pole ligikaudu teada, siis tuleb valida kõige suurem piirkond. Õigesti valitud piirkonna korral on osuti skaala viimases kolmandikus. Vahelduvpingel üle 1 kV kasutatakse pinge mõõtmiseks pingetrafot, millel on kaks mähist, kusjuures primaarmähis ühendatakse kohtadesse, kus tahetakse pinget mõõta ning sekundaarmähise külge ühendatakse voltmeeter. 26
E= q E elektromotoorjõud (1V), Av väliste jõudude töö, q - laeng Ohmi seadus E I voolutugevus, E elektromotoorjõud, vooluringi kohta IR + Ir = E I= R +r R vooluringi kogutakistus, r vooluallika sisetakistus U = IR vooluallika klemmipinge, U s = Ir sisetakistuse pinge E Lühisvool: R = 0 U = 0 I = Avatud vooluring: I = 0 U = E r Keerulised n n Iga suletud vooluringi jaoks on elektromotoorjõudude algebraline vooluringid = I ( R + r)
koormustakistusest, kui kondensaatori mahtuvus on suurem väheneb pulsatsioon enam ja sama tulemuse annab ka suurem koormustakistus. Taoliselt lülitatud kondensaatorit võib vaadelda ka silufiltrina. 2. Alaldi lülitamis hetkel on kondensaator tühi ja see on sama väärne lühisega väljundis. Läbi dioodi tekib väga tugev laadimisvoolu impulss, see võib kahjustada dioodi, kuna voolu piirab ainult alaldi sisetakistus, mis koosneb dioodi pärisuuna takistusest ja trafomähiste takistusest. Dioodid on arvestatud lühiaegsele ülekoormusele, kuid alaldite projekteerimisel kontrollitakse, kas valitud diood talub laadimisvoolu 3. Pärivoolu kestvus läbi dioodi on väiksem, kui kestvus läbi poolperioodi, see tekitab dioodile mõningase ülekoormuse, kui reeglina on sellega arvestatud. 4. Alaldatava pinge negatiivsel poolperioodil suureneb dioodile mõjuv vastupinge, sest alaldatava
Harvem kasutatakse elektromagnetilisi. Vahelduvvooluahelate korral leiavad kasutamist peamiselt elektrodünaamilised ampermeetrid. Ampermeetri mõõtepiirkonna laiendamiseks mõõtmistel alalisvooluahelas kasutatakse sunti ning vahelduvvooluahelas voolutrafot. Pinge mõõtmine: Pinge mõõtmiseks ahela mingis osas lülitatakse mõõteriist- voltmeeter selle osaga rööbiti. Et voltmeeter võimalikult vähe mõjutaks ahela tööolukorda, peab tema sisetakistus olema küllalt suur, võrreldes ahela takistusega. Alalisvooluahelais pinge mõõtmiseks kasutatakse magnetoelektrilisi voltmeetreid, vahelduvvooluahelais elektromagnetilisi voltmeetreid. Väikeste vahelduvpingete mõõtmisel annavad paremaid tulemusi elektronvoltmeetrid Mõõtmistel vahelduvvooluahelais tuleb arvestada mõõteriista ja lülituse näivtakistusi. Voltmeetri mõõtepiirkonda laiendatakse eeltakistite ja pingejaguritega. Eeltakisti lülitatakse mõõtemehhanismiga jadamisi
väiksem ja puudub ventiili toime. Elektrolüütkondensaatori mittelineaarsed omadused ilmnevad eriti just kõrgetel sagedustel (üle 3 kHz) ja temaga rööbitise paberkondensaatori mahtuvus võib elektrolüütkondensaatori mahtuvusest olla 10...100 korda väiksem. Võimsusvõimendit võib toita stabiliseerimata või stabiliseeritud toiteallikast. Stabiliseerimata toiteallika kasutamisel on soovitav, et toitealaldi sisetakistus oleks niivõrd väike, et võimendi väljundvõimsuse suurendamisel nimisuuruseni ei langeks toitepinge mitte rohkem kui 10%. Kuna võimendi suurim väljundvõimsus on võrdeline toitepinge ruuduga, siis selleks et stereovõimendi kummagi kanali maksimaalsed väljundvõimsused oleksid teineteisest sõltumatud toidetakse paremates stereovõimendites kumbagi kanalit eraldi alaldist. Stabiliseerimata alaldi silufiltri kondensaatori mahtuvus tuleb valida madalamast
takistuste pöördväärtuste summaga. Vooluring on jadamisi ühendatud vooluallikas ja tarbija, aga ka mitmed muud elemendid, nagu lüliti ja mõõteriistad. Vooluallikas on seade, mis muundab mitteelektrilist energiat elektrienergiaks. Nii nagu raskusjõud võrdsustab veetasemeid, nii võrdsustab elektriline jõud juhtide potentsiaale. Vooluallika sees hoiavad pinget ehk ,,tasemete vahet" mitteelektrilised nn kõrvaljõud, mis teevad seal vajalikku tööd. Vooluallika sisetakistus r iseloomustab jõude, mis takistavad vooluallika sees laengukandjate suunatud liikumist. Nende jõudude ületamiseks kõrvaljõud tekivadki. Elektromotoorjõud E (E E ) (emj) näitab kõrvaljõudude tööd positiivse ühiklaengu ühekordsel Akogu läbiviimisel kogu vooluringist E = . Elektromotoorjõud on suurim pinge, mida vooluallikas q on üldse suuteline tekitama
takistuste pöördväärtuste summaga. Vooluring on jadamisi ühendatud vooluallikas ja tarbija, aga ka mitmed muud elemendid, nagu lüliti ja mõõteriistad. Vooluallikas on seade, mis muundab mitteelektrilist energiat elektrienergiaks. Nii nagu raskusjõud võrdsustab veetasemeid, nii võrdsustab elektriline jõud juhtide potentsiaale. Vooluallika sees hoiavad pinget ehk ,,tasemete vahet" mitteelektrilised nn kõrvaljõud, mis teevad seal vajalikku tööd. Vooluallika sisetakistus r iseloomustab jõude, mis takistavad vooluallika sees laengukandjate suunatud liikumist. Nende jõudude ületamiseks kõrvaljõud tekivadki. Elektromotoorjõud E (E E ) (emj) näitab kõrvaljõudude tööd positiivse ühiklaengu ühekordsel Akogu läbiviimisel kogu vooluringist E = . Elektromotoorjõud on suurim pinge, mida vooluallikas q on üldse suuteline tekitama
iga laegut ümbritseb radiaalsete jõujoonte parv. Pöörisväli kinnine jõujoon tähendab, et allikaks olevat laengut polegi jõujoonel kuhugi panna - kõik joone punktid on samaväärsed (igasse punkti suubub jõujoon ühest ja väljub teisest suunast). Loeng 12 Elektrivool - Elektrivool on vabade laengukandjate suunatud liikumine aines elektrivälja poolt avaldatava jõu mõjul. Vooluring - Vooluring on voolu teekond ühendusjuhtmetes voolu allikast tarbijateni. Vooluallika sisetakistus - vooluallika enda takistus, mille saame kui vooluringi takistuse (elektromotoorjõud jagatud voolutugevusega Ohmi seadusest) summast vooluringis lahutame maha aktiivtakistuse R, mida tekitavad voolutarbijad. kus on sisetakistus. Loeng 13 Vektorkorrutis - Vektorite a ja b vektorkorrutis on vektor, mille pikkus on arvuliselt võrdne niisuguse rööpküliku pindalaga, mis on ehitatud vektoritele ja kui külgedele ja
iga laegut ümbritseb radiaalsete jõujoonte parv. Pöörisväli kinnine jõujoon tähendab, et allikaks olevat laengut polegi jõujoonel kuhugi panna - kõik joone punktid on samaväärsed (igasse punkti suubub jõujoon ühest ja väljub teisest suunast). Loeng 12 Elektrivool - Elektrivool on vabade laengukandjate suunatud liikumine aines elektrivälja poolt avaldatava jõu mõjul. Vooluring - Vooluring on voolu teekond ühendusjuhtmetes voolu allikast tarbijateni. Vooluallika sisetakistus - vooluallika enda takistus, mille saame kui vooluringi takistuse (elektromotoorjõud jagatud voolutugevusega Ohmi seadusest) summast vooluringis lahutame maha aktiivtakistuse R, mida tekitavad voolutarbijad. kus on sisetakistus. Loeng 13 Vektorkorrutis - Vektorite a ja b vektorkorrutis on vektor, mille pikkus on arvuliselt võrdne niisuguse rööpküliku pindalaga, mis on ehitatud vektoritele ja kui külgedele ja
[vaata | 1. Füüsikaliste suuruste mõisted, definitsioonid ja ühikud muuda] Voolu töö ja võimsus. Joule-Lenzi seadus. Potentsiaal ja pinge. Elektriväli, suund ja tugevus. Voolu tugevus ja tihedus. Takistus, selle sõltuvus juhi mõõtmetest. Eritakistus. Laeng ja mahtuvus. Induktiivsus. Vooliuallika elektromotoorjõud, lühisvool ja sisetakistus. Voolu töö ja võimsus. Voolu töö on võrdeline voolutugevusega I, pingega U juhi otstel ja ajaga t. [ J ] Võimsus on ajaühikus tehtud töö. [ W ] A p= t Joule-Lenzi seadus. Joule-Lenzi seadus : elektrivoolu toimel juhis eralduv soojushulk Q on võrdeline voolutugevuse I ruuduga, juhi takistusega R ja voolu kestusega t ning kus voolu töö
pöördvõrdeline vooluringi kogutakistusega: dipoolmomenti omavad molekulid I= . R+r orienteeruvad välja sunas. r on sisetakistus () Ioonkristalli (NaCl) R välistakistus polarisatsioon: elektromotoorjõud (V) paigalt nihkunud laengud (positiivne naatriumi ioon on nihkunud paremale, negatiivne kloori ioon vasakule) Ohmi seadus diferentsiaalkujul: tekitavad täiendava elektrivälja E'. 2. Alalisvool kus on eritakistuse pöördväärtus
arvestatud. Helivõimenditel võib olla mitu erineva tundlikusega sisendit näiteks mikrofoni sisendil on 1-3mV, maki ehk helipeasisendil 50 mV 5. Sisendtakistus - kujutletav takistus, millega võimendi koormab signaaliallikat tema väärtus sõltub kasutatavatest võimenduselementitest: transistorvõimendi on 300-3, lampvõimendil ja ka väljatransistorvõimentitel on ta 1M Joonis2 6. Väljundtakistus on võimendi kui signaali sisetakistus. Ta on oluline koormustakistuse valikul sest selleks et väljundis saada max võimsust peab väljuntakistus võrduma koormustakistusega Rvälj = RL. Sageli väljundtakistuse väärtust tehnilistes andmetes ei anta, kui antakse koormustakistuse vajalik väärtus 4 ja 8. Joonis 3 Idealaalne võimendi oleks see mis võimendaks ühtlaselt kõiki sagedusi Joonis 4 Võimendamise käigusei võimentata kõiki sagedusi võrdsel määral sel juhul tekivad
Mõlemad lülitid suletud. Voltmeetri näit on mõnevõrra väiksem, sest ta näitab pingelangust välisahelas (antud elektriskeemis peamiselt pingelangust on tarviti), mida tähistatakse U ( V ). Ampermeeter näitab voolutugevust ahelas I ( A ) . Voltmeetri 14 näitude vahet U nimetatakse pingelanguseks sisevooluringis (vooluallikas ), mida põhjustab vooluallika enda elektritakistus (sisetakistus). Tähistus r ( ). Vooluallika EMJ ja sisetakistus võib lugeda muutumatudeks suurusteks suhteliselt pikas ajavahemikus. U = - U . Harilikult antakse antud seos = U + U Kuna vooluallikas ja takisti (tarviti) on vooluahelas alati jadamisi, siis vooluringi kogutakistus võrdub tarviti takistuse ja vooluallika takistuse summaga R + r Ohmi seadus kogu suletud vooluahela kohta määrab sõltuvuse voolutugevuse I (A) , elektromotoorse jõu ( V ) ja vooluringi takistuse vahel:
Mehaanika. 1. Elastsusjõud. Hooke seadus Elastsusjõud esineb kehade deformeerimisel ja on vastassuunaline deformeeriva jõuga. Hooke'i seadus: Väikestel deformatsioonidel on elastsusjõud võrdeline keha deformatsiooniga. F e = -k l k-jäikus l-keha pikenemine 2. Raskuskese on punkt, mida läbib keha osakestele mõjuvate raskusjõudude resultandi mõjusirge keha igasuguse asendi korral Punktmass on keha, mille mõõtmeid antud liikumistingimustes ei tule arvestada. 3.Kulgliikumise korral liiguvad keha kõik punktid ühtemoodi (läbivad sama aja jooksul sama teepikkuse) 4. Nihe. Nihke ja lõppkiiruse võrrand. Nihe on suunatud sirglõik, mis ühendab keha algasukoha lõppasukohaga. x =Vot + at2/2; v=vo+at 5.Taustsüsteem koosneb taustkehast, koordinaatsüsteemist ja kellast. Keha kiirus on suhteline: keha kiirus sõltub selle taustsüsteemi valikust, mille suhtes kiirust mõõdetakse. Tavaliselt valitakse taustsüsteemiks maapind. 6. Hõõrdejõud- jõudu, mis tekib...
57. Keemilised vooluallikad. Keemiline vooluallikas on seade, milles elektrokeemilises reaktsioonis vabanev energia muundub vahetult elektrienergiaks. Keemilised vooluallikad on praktilises kasutuses olevad galvaanielemendid, mida kasutatakse elektrivoolu saamiseks. Head vooluallikat iseloomustab: - suur erimahtuvus (toodetava energiahulga ja massi või ruumala suhe) - elektromotoorjõu (klemmipinge) konstantsus vooluallika tühjenemisel - madal sisetakistus (võimaldab saada tugevat voolu) - hea säilivus. Kui tegemist on akuga (korduvat laadimist ja tühjendamist võimaldava galvaanielemendiga), siis on olulised veel: - maksimaalne laadimis- ja tühjendamiskordade arv - väike isetühjenemine. Nt: kuivelement ja pliiaku. 58. Elektrolüüs. Elektrolüüs on redoksreaktsioon, mis toimub elektrolüüdi lahuses või sulas elektrolüüdis elektroodide pinnal. See reaktsioon toimub elektrivoolu toimel, selles muundub elektrienergia
Elektrokeemilised meetodid võimaldavad elektriliste mõõtmiste põhjal jälgida keemilise reaktsiooni kulgu või ioonide kontsentratsioone lahustes. 57. Keemilised vooluallikad. Keemilised vooluallikad on praktilises kasutuses olevad galvaanielemendid, mida kasutatakse elektrivoolu saamiseks. •Head vooluallikat iseloomustab: - suur erimahtuvus (toodetava energiahulga ja massi või ruumala suhe) - elektromotoorjõu (klemmipinge) konstantsus vooluallika tühjenemisel - madal sisetakistus (võimaldab saada tugevat voolu) - hea säilivus Keemiliste vooluallikate jaotus: galvaanielement (patarei), akud, kütuseelement Kõikide puhul elektrienergia saadakse keemilise reaktsiooni käigus •Galvanielement ühekordselt kasutatav (töötab seni, kui on veel elektrokeemiliselt aktiivseid aineid) •Akud korduvalt kasutatavad. •Kütuseelement töötab seni, kuni reageerivaid aineid peale antakse. 58. Elektrolüüs.
reaktsiooni kulgu või ioonide kontsentratsioone lahustes. 57. Keemilised vooluallikad. Keemilised vooluallikad on praktilises kasutuses olevad galvaanielemendid, mida kasutatakse elektrivoolu saamiseks. Head vooluallikat iseloomustab: Suur erimahtuvus (toodetava energiahulga ja massi või ruumala suhe) Elektromotoorjõu (klemmipinge) konstantsus vooluallika tühjenemisel Madal sisetakistus (võimaldab saada tugevat voolu) Hea säilivus Kui tegemist on akuga (korduvat laadimist ja tühjendamist võimaldava galvaanielemendiga), siis on olulised veel: Maksimaalne laadimis- ja tühjendamiskordade arv Väike isetühjenemine GALVAANIELEMENT (PATAREI) AKUD KÜTUSEELEMENT Kõikide puhul saadakse elektrienergia keemilise reaktsiooni käigus
helisagedusel) jääks pinge kondel C2 suuremaks signaali amplituudist. Selline 31 Raadiovastuvõtjad detektori inerts põhjustaks modulatsioonimoonutuse. Koormustakisti R1 takistus on soovitav valida vähemalt 50V suurem dioodi sisetakistusest UD. Sel juhul detektori pinge ülekandetegur KD ~ 0,8 ja sisetakistus Rsis ~0,5. Detektori väljundpinge: U V U KS m K d UKS – kõrgsageduspinge m – modulatsiooni sügavus Kd – detektori ülekandetegur Detekteeritud pinge sisaldab peale vahelduvkomponendi ka alaliskomponenti. Et see ei muudaks järgmise võimendusastme tööpunkti, siis üh. vahele eraldus-konde ja takisti R2. VD 1 C 2 Mod
annaabi.ee 
Sisene Facebook'ga
Sisene Google'ga
Sisene LinkedIn'ga
