Vooluring (0)

Vooluring

Vooluallikas

Vooluallikas on mistahes seade, mis suudab tekitada ja alal hoida elektrivoolu. Energia mõistestikus võime öelda, et vooluallikas on seade, mis muundab mingit mitteelektrilist energiat elektrienergiaks.
Oma tööpõhimõttelt on vooluallikad väga mitmekesised. Patareis muundub elektrienergiaks keemilistel reaktsioonidel vallanduv energia. Elektrigeneraatorites muundub elektrienergiaks mehaaniline energia. Päikesepatareides muundatakse valgusenergiat . Ka soojusenergiat saab muundada elektrienergiaks.

Vooluring

Elektrivool saab püsivalt kulgeda üksnes elektrijuhtidest moodustatud kinnistes ahelates ehk vooluringides. Vooluringi põhiosad on:

• vooluallikas ( energiaallikas );
  
• koormus ehk tarvitid: need on seadmed , mis elektrivoolu abiga midagi kasulikku teevad;
  
• takistid ja muud abivahendid vooluringi omaduste mõjutamiseks;
  
• ühendusjuhtmed;
  
• lülitid .
  

Sageli sisaldab vooluring ka mõõteseadmeid nagu ampermeetrid ja voltmeetrid pinge ja voolutugevuse mõõtmiseks. Keerukad vooluringid koosnevad sadadest või tuhandetest komponentidest. Lihtsaimal vooluringil on kaks põhiosa – vooluallikas ja koormus. Joonis 1
Vooluallikas on seade, mis muudab mitteelektriliste jõudude töö elektrienergiaks. Elektrienergiat on võimalik saada väga erinevatest allikatest. Patareis muundub elektrienergiaks keemilistel reaktsioonidel vallanduv energia. Elektrijaamades muundatakse mehaanilist energiat, päikesepatareides valgusenergiat.
Juhtmeid kasutatakse vooluringi osade omavaheliseks ühendamiseks.
Klemmideks nimetatakse elektriseadmete neid osi, mille külge ühendatakse juhtmed. Igal elektriseadmel on juhtmete ühendamiseks vähemalt kaks klemmi .
Lüliti ülesanne vooluringis on võimaldada vooluringi sulgemist ja avamist .
Takistiteks nimetatakse kindlat takistust omavaid juhte. Reeglina on takisti takistus palju suurem ühendusjuhtmete takistusest. Takisti abiga on võimalik vooluringi omadusi soovitavas suunas mõjutada ning saavutada just sellist voolutugevust nagu vaja.
Vooluallikaid ja takisteid saab ühendada paljudel viisidel, kuid nende kõigi aluseks on kaks lihtsaimat ühendusviisi – jadaühendus ja rööpühendus .

Pinge. Pingeühik

Elektriline pinge U näitab, kui suure töö teeb elektriväli positiivset ühiklaengut omava keha viimisel ühest punktist teise:
Potentsiaali ja pinge põhiühikuks on üks volt. Üks volt (1 V) on pinge elektrivälja kahe punkti vahel siis, kui laengu üks kulon viimisel ühest punktist teise teeb elektriväli töö üks džaul.

Voltmeeter . Pinge mõõtmine

Pinge on füüsikaline suurus, mis iseloomustab elektrivälja võimet teha töödmlaetud osakeste ümberpaigutamisel juhis.
Elektrivälja pinge kahe punkti vahel on arvuliselt võrdne elektrivälj tööga ühikulise elektrilaengu ümberpaigutamiselmjuhi ühest punktist teise.
Pinge ühik on üks volt, lühendault 1 V.
Pinge juhe kahe punkti vahel on 1 volt, kui 1 kuuoni suuruse elektrilaengu ümberpaigutamisel juhi ühest punktist teise teeb elektriväli tööd 1 džaul.
Pinget mõõdetakse voltmeetriga.
Voltmeter on elektripinge mõõtmise riist . Ühendatakse mõõdetava ahelaosa või -elemendiga rööbiti.

Ohmi seadus. Elektritakistus

Elektritakistuse tähis on Ω (oom).
Ohmi seadus väidab, et voolutugevus juhis on võrdeline juhi otstele rakendatud pingega: I = G * U.
Aine eritakistus ρ näitab, kui suur on sellest ainest valmistatud ühikulise pikkuse ja ühikulise ristlõikepindalaga keha takistus:
ρ=
Siin R on elektrijuhi takistus, S on juhi ristlõikepindala, l on juhi pikkus. Kui võtame valemis S = 1 ja l = 1, saamegi ρ = R.
l – juhi pikkus, S – selle ristlõikepindala, ρ – eritakistus.
Eritakistuse ühikuteks on
ja

Takisti. Reostaat. Voolutugevuse reguleerimine

Takisti on kindla, teadaoleva takistusega elektrijuht . Takisti takistus on tavaliselt palju suurem kui ühendusjuhtmete takistus. Olenevalt sellest, milliste omadustega vooluringi soovitakse saada, lülitatakse sellesse erineva suurusega takisteid. Takistite takistuse suurus on väga varieeruv , ulatudes oomi murdosast kuni miljoni oomini. Reguleeritava takistusega takistit nimetatakse reostaadiks.
Takistite jadaühenduse kogutakistuse leid­misel takistused liidetakse:
Joonis 2
Rööpühenduse kogutakistuse pöördväärtuse leidmiseks liidetakse takistuste pöördväärtused: Joonis 3

Juhtide jadaühendus

Kõikides jadamisi ühendatud juhtides on voolutugevus sama väärtusega.
Pinge juhtide otstel on võrdne juhtide otstele rakendatud pingete summaga .
Kui jadamisi ühendatud n ühesuuruse takistusega juhtu, on pinge iga juhi otstel n korda väiksem pingest juhtide jada otstel.
Jadamisi ühendatud juhtide kogutakistus on võrdne juhtide takistuste summaga.
Kui jadamisi on ühendatud n ühesuuruse takistusega juhti, on juhtide kogutakistus n korda suurem üksikjuhi takistusest.

Juhtide rööpühendus

Pinge rööbiti ühendatud juhtide otstel on sama väärtusega.
Voolutugevus vooluringi hargnemata osas on võrdne voolutugevuste summaga rööbiti ühendatud juhtides.
Rööbiti ühendatud n ühesuuruse takistusega juhi kogutakistus on n korda väiksem üksikjuhi takistusest.
Rööbiti ühendatud juhtide kogutakistuse pöördväärtus on võrdne juhtide takistuste pöördväärtuste summaga.