Voolav vesi võib teha tööd, panna hüdroelektrijaamas tööle turbiinid või vesiveskis pöörlema veskikivid. Jõele, kuhu ehitatakse hüdroelektrijaam, kuhjatakse tavaliselt tamm, et vee tase enne tammi oleks võimalikult kõrge. Kõrgelt tammilt langev vesi võib teha palju rohkem tööd kui tasandikujõe voolav vesi. Pinget võib võrrelda veetasemete erinevusega jõel enne ja pärast tammi. Voltmeeter Voltmeeter ühendatakse vooluringi tarvitiga rööbiti, s.t. voltmeetri klemmid ühendatakse vooluringi nende punktidega, mille vahelpinget tahetakse mõõta. Vooluallika poolt tekitava pinge mõõtmiseks ühendatakse voltmeetri klemmid vahetult vooluallika poolustega. Elektriväli, mille pinge on suur, võib tekitada väga tugevat elektrivoolu. Valem ja Tähised Pinge igapäeva elus Närvirakkudes 50-60mV pinge. Patarei poolustel 1,5V pinge. Aku poolustel 12V pinge. Elektrivõrgus 230V pinge. Elektriangerjas 600 900V pinge
t g(C)-laengu suurus t(s)-aeg Voolutugevuse mõõtuühikuks on 1A (amper) Seda nim.järjestikku lülituseks ehk jadaülituseks.Kuna vooluahel ei hargne siis voolutugevus kogu ahelas on ühesugune.Jadaülituse puhul on pingelangus ahelas kõikidel osades erinev.Kogu ahela voolupinge võrdub üksikute osade pingete summaga :U-U1 pluss U2. Ampmeeter lülitatakse vooluahelasse alati järjestikku tarvitiga. Pinge nii hargnemata kui ka hargnenud osades on ühesugune: U-U1-U2 Valem: I-U R kus: I(a) voolutugevus vooluahelas U(V)-pinge ka pingelangus ahelas R-takisti suurus Elekronide ja ioonide omavahelise mõjumise tulemusena tekivad elektronidele mitmesuguste suundades mõjuvad jõud.Järelikult takistab juht elektronide läbiminekut temast s.t tal on elektritakistus. Erinevatel ainetel on elektritakistus erinev
Juhtmied kasutatakse vooluringi osade ühendamiseks. Lüliti abil saab vooluringi vastavalt vajadusele kas sulgeda või avada. Jadaühenduse korral on elektritarvitid üendatud omavahel jadamisi ehk järjestikku. Kui üks lamp läbi põleb või kui üks lampidest pesast välja keerata, katkeb elektrivool kogu vooluringis ning kustub ka teine lamp. Rööpühenduse korral on tarvitid ühendatud rööbiti ehk paralleelselt. Lambid põlevad teineteisest sõltumatult. Lüliti ühendatakse tarvitiga alati jadamisi. Elektrivälja pingeks nimetatakse elektrivälja poolt laetud osakeste ümberpaigutamisel tehtud töö ja osakeste kogulaengu jagatist. Pinge on füüsikaline suurus. Elektrivälja pinge juhi kahe punkti vahel on arvuliselt võrdne elektrivälja tööga ühikulise elektrilaengu ümberpaigutamisel juhi ühest punktist teise. Pinge on suurim vooluallikaga ühendatud juhi otstel. Pingeühik on võrdne tööühiku ja laenguühiku jagatisega.
juhis. Juhi takistus saadakse, kui ping jagatakse voolutugevusega. Juhi takistust saab otstelt mõõta oommeetriga. Takistuse mõõtmiseks tuleb juht vooluringist eemaldada. Vooluring moodustuvad omavahel juhtmetega ühendatud vooluallikas, elektritarviti ja lüliti. Elektrivool võib olla vaid suletud vooluringis. Elektritarvitis muundub osa elektrivälja energiast mingiks teiseks energia liigiks. Lüliti abil saab vooluringi kas sulgeda või avada. Lõliti ühendatakse tarvitiga jadamisi. Vooluringe kujutatakse joonistena, mida nimetatakse elektriskeemideks.2A ühes sekundis läbib juhiristlõiget laeng 2 kulonit. Ohmi seadus voolutugevus juhis on võrdeline pingega juhi otstel ja pöördvõrdeline juhi takistusega. Takisti tema takistust ei saa muuta, reostaat tema takistust saab muuta, kasutatakse vooluringis voolutugevuse muutmiseks. Juhi takistus sõltub: materjalist ( materjali kristallvõre
vooolutugevus telefonis, kui aku tühjeneb täielikult kahe ööpäeva jooksul. 4. Millise aja vältel läbib voolutugevusel 4 mA juhi ristlõiget laeng 12 C? 3. TAKISTITE JADA JA RÖÖPÜHENDUS Vooluring (elektriskeem, elektriahel, vooluahel) koosneb · juhtmetest · vooluallikast (generaator, akupatarei) · tarvitist (lamp, mootor) · lüliti Mõõteriistad Ampermeeter lülitatakse vooluahelasse alati järjestikku tarvitiga. Voltmeeter lülitatakse vooluahelasse alati paralleelselt tarvitiga. Oommeetri korral kasutatakse testri sees paiknevat vooluallikat. Juht, mille takistust soovitakse mõõta, ühendatakse seda allikat ja galvanomeetrit sisaldavasse vooluringi. Multimeeter on ampermeeter + voltmeeter + oommeeter! Jadaühendus: Kuna vooluahel ei hargne, siis voolutugevus kogu ahelas on
Faaside arvu järgi saab trafosid liigitada ühe- ja kolmefaasilisteks. • Miks valmistatakse trafo südamik elektrotehnilise terase lehtedest? Südamik valmistatakse teraslehtedest, et vähendada pöörisvoole. • Mitu mähist on ühefaasilisel trafol? Kirjeldage trafomähiste ehitust ja paigutamist. Ühefaasilisel trafol on kaks mähist: sekundaar- ja primaarmähis. Primaarmähis on ühendatud energiaallikaga, sekundaarmähis on ühendatud tarvitiga. Mähised on traadikeerdude kogumid, mis on keritud ümber südamiku. Neid kohti südamikust, millel mähised asuvad nimetatakse sammasteks. Mähised valmistatakse kas ümmargustest või kandilistest (suurematel trafodel) vaskjuhtmetest, mis on isoleeritud lakiga, puuvillkedrusega või kaablipaberiga. Mähiste otsad kinnitatakse trafo klemmide alla. • Mis on trafo tühijooksu- ehk jõudeseisund? Keskmiselt mitu % on trafo tühijooksuvool nimivoolust?
Pinge rööbiti ühendatud juhtide otstel on sama väärtusega (U=U1=U2). Voolutugevus vooluringi hargnemata osas on võrdne voolutugevuste summaga rööbiti ühendatud juhtides (I=I1+I2). Rööbiti ühendatud n ühesuuruse takistuse juhi kogutakistus on n korda väiksem üksikjuhi takistusest (R=Ri/n). Rööbiti ühendatud juhtide kogutakistuse pöördväärtus on võrdne juhtide takistuste pöördväärtuste summaga (1/R=1/R1+1/R2). Lüliti ühendatakse tarvitiga alati jadamisi. Voolutugevus sõltub vooluallika ning juhtide omadustest. Galvani ja Volta (lõi 1799. a. esimese keemilise vooluallika) avastus, et elektrilaeng võib tekkida kahe eri metalli ja elektrolüüdi vesilahuse kontaktis, on olnud aluseks mitmete vooluallikate konstrueerimisel. Et tekitada juhis kestvat elektrivoolu, tuleb ühendada juht suletud vooluringi, milles on vooluallikas. Vooluallikas on seade, mis tekitab juhis elektrivälja ja säilitab seda pika aja vältel
voolu V I võrra: Kuid need vead on väikesed. See skeem sobib väikeste takituste mõõtmiseks. 28. Alalisvoolu ja ühefaasilise vahelduvvoolu võimsuse mõõtmine. Alalisvoolu võimsust võib leida kaudselt ampermeetri ja voltmeetri näidu kaudu, kuna P = UI. Võimsust võib otse mõõta ka vattmeetri abil nagu aktiivvõimsust vahelduvvoolu puhul. Aktiivvõimsust mõõdetakse vattmeetriga. Vattmeetri voolumähis ühendatakse tarvitiga jadamisi, pingemähis (punane) aga rööbiti. Tärniga märgitud klemmid ühendatakse tavaliselt toiteallika poole. Kuna aktiivvõimsus leitakse valemiga P = UI cos, siis vattmeetril on kaks nimisuurust nimipinge ja nimivool. Voolumähist läbiv vool ei tohi ületada vattmeetri mähise nimivoolu In, pingemähisele rakendatav pinge ei tohi ületada vattmeetri mähise nimipinget Un. Vattmeetri näidu järgi ei saa otsustada tema mähiste koormatuse üle.
paigutatud ühisele ferromagnetilisele südamikule. Trafosüdamik on harilikult valmistatud 0,35 või 0,5 mm paksusest trafoplekist ehk elektrotehnilisest lehtterasest, väiketrafodel kasutatakse ferriit- südamikku. Kui üks mähis primaarmähis ühendada vahelduvvooluallikaga, mille pinge on U1, tekib südamikus vool I1 ja vahelduv magnetvoog , 126 mis teises mähises sekundaarmähises indutseerib vahelduvpinge U2. Kui sekundaarmähis ühendada tarvitiga, mille takistus on R, tekib neis vool I2. Primaar- ja sekundaarpinge suhe sõltub mähiste keerdude arvu suhtest: U 1 w1 = =k U 2 w2 U1 primaarpinge U2 sekundaarpinge w1 primaarmähise keerdude arv w2 sekundaarmähise keerdude arv k ülekandesuhe Trafo kaod on väikesed, kasutegur on tavaliselt 0,98...0,99, suurel trafol isegi üle 0,99. Seepärast vaadeldakse trafot sageli ideaalse trafona. See tähendab, et primaarmähise ja sekundaarmähise
paigutatud ühisele ferromagnetilisele südamikule. Trafosüdamik on harilikult valmistatud 0,35 või 0,5 mm paksusest trafoplekist ehk elektrotehnilisest lehtterasest, väiketrafodel kasutatakse ferriit- südamikku. Kui üks mähis primaarmähis ühendada vahelduvvooluallikaga, mille pinge on U1, tekib südamikus vool I1 ja vahelduv magnetvoog , 126 mis teises mähises sekundaarmähises indutseerib vahelduvpinge U2. Kui sekundaarmähis ühendada tarvitiga, mille takistus on R, tekib neis vool I2. Primaar- ja sekundaarpinge suhe sõltub mähiste keerdude arvu suhtest: U 1 w1 = =k U 2 w2 U1 primaarpinge U2 sekundaarpinge w1 primaarmähise keerdude arv w2 sekundaarmähise keerdude arv k ülekandesuhe Trafo kaod on väikesed, kasutegur on tavaliselt 0,98...0,99, suurel trafol isegi üle 0,99. Seepärast vaadeldakse trafot sageli ideaalse trafona. See tähendab, et primaarmähise ja sekundaarmähise
R3=10 I=U/R I=40V/20=2A U=40V I1=I2=I=2A R=? I1=U1/R1-U1=I1R1 U1=2A*4=8V I=? I2=U2/R2-U2=I2R2 U2=2A*6=12V I1,I2,I3=? U3=2A*10=20V U1,U2,U3=? 40V 5.Tarviti , mille normaalne tööpinge on 80 V ja voolutugevus 5A , tahetakse ühendada voolivõrku pingega 230V . Kuidas ja kui suur lisatakistis tuleks ühendada tarvitiga , tema normaalse töö tagamiseks ? Andmed: Lahendus: U1=80V jada korral U=U1+U2 I1=5A Et I2=U2/R2-U2=I2*R2 U=230V siis U=U1+I2*R2/-I2R2=U- U1-R2=U-U1 R2=? Et i2=i1 ss R2 = U+U1/I1 R2=30 7.Kui suur on rööpühenduse kogutakistus , kui a) ühenduses on tarvitid takistusega 5 ja 15; b) ühenduses on kolm tarvitit igaüks
voltmeetrit läbiva voolu Iv võrra: IR = IA IV . 28. Alalisvoolu ja ühefaasilise vahelduvvoolu võimsuse mõõtmine - Alalisvoolu võimsust võib leida kaudselt ampermeetri ja voltmeetri näidu kaudu, kuna P = UI. Võimsust võib otse mõõta ka vattmeetri abil nagu aktiivvõimsust vahelduvvoolu puhul. Aktiivvõimsuse mõõtmine. Aktiivvõimsust mõõdetakse vattmeetriga. Vattmeetri voolumähis ühendatakse tarvitiga jadamisi, pingemähis aga rööbiti. Tärniga märgitud klemmid ühendatakse tavaliselt toiteallika poole. Kuna aktiivvõimsus leitakse valemiga P = UI cos, siis vattmeetril on kaks nimisuurust nimipinge ja nimivool. Voolumähist läbiv vool ei tohi ületada vattmeetri mähise nimivoolu In, pingemähisele rakendatav pinge ei tohi ületada vattmeetri mähise nimipinget Un. 29. Aktiivvõimsuse mõõtmine kolmefaasilise ahela mittesümmeetrilise koormuse
on paigutatud ühisele ferromagnetilisele südamikule. Trafosüdamik on harilikult valmistatud 0,35 või 0,5 mm paksusest trafoplekist ehk elektrotehnilisest lehtterasest, väiketrafodel kasutatakse ferriitsüdamikku. c)Tööpõhimõte Kui üks mähis – primaarmähis – ühendada vahelduvvooluallikaga, mille pinge on U 1, tekib südamikus vool I1 ja vahelduv magnetvoog Φ, mis teises mähises – sekundaarmähises – indutseerib vahelduvpinge U2. Kui sekundaarmähis ühendada tarvitiga, mille takistus on R, tekib neis vool I 2. 18. Trafo tühijooks ja koormusolukord. Trafo tühijooks on olukord, kus primaarmähis on ühendatud võrguga ja sekundaarmähis avatud (I 2=0). Trafo koormusolukord tekib sekundaarmähise sulgemisel tarbijaga Z t, tekib vool I2. 19. Trafo energeetika ja kasutegur. Primaarmähise poolt võrgust tarbitav aktiivvõimsus P 1=U1I1cosφ 20. Kolmefaasiline trafo, keevitustrafo, autotrafo.
voolusuuna automaatne muutmine ankrumähises iga poolpöörde järel. Kommutaator on kinnitatud ankruvõllile ja koosneb üksteisest isoleeritud voolujuhtivatest lestadest (lamellidest), milledega on ühendatud ankrumähise otsad. Lestade arv sõltub mähise poolide arvust: ühepoolilise mähise korral on kaks poolringikujulist lesta, kahepoolilise mähise korral neli veerandringilist lesta jne. Kommutaatori lestad ühendatakse läbi kahe diagonaalselt asetseva harja kas tarvitiga (generaatori korral) või ankrumähise toiteallikaga (mootori korral). Harjad valmistatakse söest, grafiidist või vasest ja nad asuvad harjahoidjates, kus nad vedrudega surutakse vastu kommutaatorilesti. Harjahoidjad on kinnitatud kere või ikke külge. 2 2. Alalisvoolugeneraatorid Järgnevalt tutvume lähemalt alalisvoolugeneraatorite tööga, variantidega ja viimaste omadustega.
Lihtsaim trafo koosneb kahest mähisest, mis parema omavahelise magnetilise sidestumise tagamiseks on paigutatud ühisele ferromagneetilisele südamikule, mis on harilikult valmistatud elektrotehnilisest lehtterasest. Kui primaarmähes ühendada vahelduvvooluallikaga, mille pinge on U1, tekib südamikus vool I1 ja vahelduv magnetvoog φ, mis sekundaarmähises indutseerib vahelduvpinge U2. Kui sekundaarmähis ühedada tarvitiga, mille takistus on R, tekib neid vool I2. Nende tööpõhimõtteks on elektromagnetiline induktsioon-primaarmähisesse juhitav vahelduvvool I1 tekitab terassüdamikus vahelduva magnetvoo amplituudiga φ, mille muutumine indutseerib mõlemas mähises emj. Parameetrid: nimivõimsus, nimipinge, nimivoolud, võimsuskaod, lühisepinge, tühijookusvool 35. Magnetvõimendi Ehk magnetmuunduri puhul kasutatakse ahela lülitamiseks ferromagnetilise südamikuga induktiivpooli omadusi.
pingete summaga. U = U1 + U2 A1 A V2 A2 V2 V Joonisel on kaks elektritarvitit ühendatud rööpselt ehk paralleelselt. Vooluahela hargnemata osasse on lülitatud ampermeeter A, Ampermeeter lülitatakse vooluahelasse alati järjestikku tarvitiga. Seepärast ampermeetri elektriline takistus on suhteliselt väike. Voolutugevus (vooluhulk) jaotub mõlemasse harusse. Seepärast hargnenud harude voolutugevuste summa on võrdne hargnemata osa voolutugevusega. I = I1 + I2 Pinge hargnemata osas kui ka hargnenud osades on ühesugune. U = U1 = U2 Voltmeeter lülitatakse alati tarvitiga paralleelselt. Voltmeetri enda elektriline takistus on suur, et temast läbiks võimalikult vähe elektrivoolu.
Missugune pinge langeb tarvitile? R = R1 + R2 = 10 + 20 = 30 U 30 I= = =1A R 30 U1 = I R1 = 1 10 = 10 V U2 = I R2 = 1 20 = 20 V või U2 = U U1 = 30 10 = 20 V Eeltakisti Nagu toodud näitest näha, langeb 10 takistusega tarvitile pinge 10 V ja 20 takistusega tarvitile pinge 20 V ehk osapinged on takistusega võrdelised: U 1 R1 = U 2 R2 Seda omadust kasutatakse ära eeltakistuse valikul, kui tarviti pinge on allikapingest väiksem. Sel juhul ühendatakse tarvitiga järjestikku eeltakisti, mille osapinge võrra väheneb tarviti klemmipinge. Vajalik eeltakisti takistus on U e U U tarviti Re = = , I I kus I = U tarviti/R tarviti on tarviti nimivool. Eeltakistile lubatav vool peab olema sama suur või veidi suurem, et ta ei kuumeneks üle. Ühesuguste tarvitite jadaühendus Kui jadamisi on ühendatud mitu, näiteks n ühesugust takistit takistusega R1, siis ahela kogutakistus R = n R1
Missugune pinge langeb tarvitile? R = R1 + R2 = 10 + 20 = 30 U 30 I= = =1A R 30 U1 = I R1 = 1 10 = 10 V U2 = I R2 = 1 20 = 20 V või U2 = U U1 = 30 10 = 20 V Eeltakisti Nagu toodud näitest näha, langeb 10 takistusega tarvitile pinge 10 V ja 20 takistusega tarvitile pinge 20 V ehk osapinged on takistusega võrdelised: U 1 R1 = U 2 R2 Seda omadust kasutatakse ära eeltakistuse valikul, kui tarviti pinge on allikapingest väiksem. Sel juhul ühendatakse tarvitiga järjestikku eeltakisti, mille osapinge võrra väheneb tarviti klemmipinge. Vajalik eeltakisti takistus on U e U U tarviti Re = = , I I kus I = U tarviti/R tarviti on tarviti nimivool. Eeltakistile lubatav vool peab olema sama suur või veidi suurem, et ta ei kuumeneks üle. Ühesuguste tarvitite jadaühendus Kui jadamisi on ühendatud mitu, näiteks n ühesugust takistit takistusega R1, siis ahela kogutakistus R = n R1
Missugune pinge langeb tarvitile? R = R1 + R2 = 10 + 20 = 30 U 30 I= = =1A R 30 U1 = I R1 = 1 10 = 10 V U2 = I R2 = 1 20 = 20 V või U2 = U U1 = 30 10 = 20 V Eeltakisti Nagu toodud näitest näha, langeb 10 takistusega tarvitile pinge 10 V ja 20 takistusega tarvitile pinge 20 V ehk osapinged on takistusega võrdelised: U 1 R1 = U 2 R2 Seda omadust kasutatakse ära eeltakistuse valikul, kui tarviti pinge on allikapingest väiksem. Sel juhul ühendatakse tarvitiga järjestikku eeltakisti, mille osapinge võrra väheneb tarviti klemmipinge. Vajalik eeltakisti takistus on U e U U tarviti Re = = , I I kus I = U tarviti/R tarviti on tarviti nimivool. Eeltakistile lubatav vool peab olema sama suur või veidi suurem, et ta ei kuumeneks üle. Ühesuguste tarvitite jadaühendus Kui jadamisi on ühendatud mitu, näiteks n ühesugust takistit takistusega R1, siis ahela kogutakistus R = n R1
(diood, transistor ja türistor) tööpõhimõtet. 3.2. Alalisvool Elektrivooluks (electrical current) nimetatakse elektrilaengute (metallis elektronid, elektrolüüdis ioonid) suunatud liikumist, mille tekitamiseks on tarvis vooluallikat. 13 Vooluallikat iseloomustab pinge U, mille ühikuks on volt (V) ning mõõdetakse voltmeetriga, mis ühendatakse vooluringi tarvitiga rööbiti. Kui ühendada vooluallika klemmidele tarviti, hakkab sellest kulgema läbi vool I, mis teeb tööd. Kui voolu suund ei muutu siis on tegemist alalisvooluga (DC, direct current), mille mõõduks on voolutugevus. Voolutugevuse ühikuks on amper (A) ning mõõdetakse ampermeetriga, mis ühendatakse vooluringi tarvitiga jadamisi. Ampermeetri ühendamisel üksi vooluallikaga võib viia mõõteriista riknemiseni. Elektrivoolu
Missugune pinge langeb tarvitile? R = R1 + R2 = 10 + 20 = 30 U 30 I= = =1A R 30 U1 = I R1 = 1 10 = 10 V U2 = I R2 = 1 20 = 20 V või U2 = U U1 = 30 10 = 20 V Eeltakisti Nagu toodud näitest näha, langeb 10 takistusega tarvitile pinge 10 V ja 20 takistusega tarvitile pinge 20 V ehk osapinged on takistusega võrdelised: U 1 R1 = U 2 R2 Seda omadust kasutatakse ära eeltakistuse valikul, kui tarviti pinge on allikapingest väiksem. Sel juhul ühendatakse tarvitiga järjestikku eeltakisti, mille osapinge võrra väheneb tarviti klemmipinge. Vajalik eeltakisti takistus on U e U U tarviti Re = = , I I kus I = U tarviti/R tarviti on tarviti nimivool. Eeltakistile lubatav vool peab olema sama suur või veidi suurem, et ta ei kuumeneks üle. Ühesuguste tarvitite jadaühendus Kui jadamisi on ühendatud mitu, näiteks n ühesugust takistit takistusega R1, siis ahela kogutakistus R = n R1
(miplast) või klaasriidest separaatoritega 8. Aku kambrid on täidetud puhtast väävelhappest ja destilleeritud veest valmistatud elektrolüüdiga. Laetud aku ühendamisel tarvitiga tekib elektrolüüdi ja plaatide aktiivain$te vahel keemiline reaktsioon, mille tagajärjel välisahelas kulgevad suürialult vabad elektro- nid ja siseahelas (plaatide vahel) -- ipifiid. Seejuures posi-
annaabi.ee 
