Steel thickness Power setting (millimetres) 1 0.8 to 1.1 2 1.2 to 1.5 3 1.6 to 2.1 4 2.2 to 2.8 5 3.0 to 3.7 6 3.8 to 4.8 7 4.8 to 6.0 8 5.9 to 7.4 9 7.2 to 8.9 10 8.5 to 10.7
....................................................8 Kasutatud materjalid................................................................................................................... 9 3 Sissejuhatus Selle kodutöö ülesandeks on õppida tundma Ohmi seadust ning ka Kirhhoffi I seadust. Kuidas arvutada võimsusi, arvutada voolutugevusi ning pinget. Alguses lihtsustan skeemi ning siis arvutan pinged, võimsused ja voolutugevused. 4 Põhiskeem ja arvutused ` Lihtsustan skeemi. Selleks liidan kokku takistid R3, R5 ja R6. Kuna nad on ühendatud jadamisi, saan valemi: R356 = R3 + R5 + R6 = 7 + 10 + 3 = 20 5 Kuna ükski takisti ei sõltu teistest, võin alustada voolutugevuse, pinge ning võimsuse arvutamisega. Kogupinge on U=E=15V Nüüd saan leida voolutugevuse takistil R1 kasutades Ohmi seadust. U I = R
3) I1 = U ; I2 = U I1=U + I2 = U I = U(1 + 1 ) R1 R2 R1 R2 R1 R2 I1 + I2= U + U R1 R2 I= U ; U = U(1 + 1 ) / : U R R R1 R2 1 =1 + 1 Kogutakistuse pöördväärtus võrdub üksikute takistuste pöördväärtuste R R1 R2 summaga. 4 ) I1 = U I1 U R1 = I2 = R1 I1 = R2 Voolutugevused on pöördvõrdelised takistustega. I2 = U U I2 R1 R2 5 ) R1 = Rn , siis R = Rn n
S Suund, suunad Suurus, suurused Sisetakistus, sisetakistised Seadus, seadused Suletud () Segaühendus, segaühendused Summa, summad Soojusenergia, energiad T Tähis, tähised Töö, tööd Temperatuur, temperatuurid Tugevus, tugevused Takistus, takistused Takisti, takistid V Vool, voolud Voolutugevus, voolutugevused Valem, valemid Vooluallikas, vooluallikad Võrdne, võrdsed Voltmeeter, voltmeetrid Vooluring, vooluringid Väärtus, väärtused () Volt, voltid Vatt, vattid Võimsus, võimsused ܭ Ühiklaeng, ühiklaengud Ühik, ühikud
(Tähtede tähendused) I = E / R 31. Kirchhoffi esimene seadus. – Sõlme sisenevate ja väljuvate voolude algebraline summa võrdub 0. 32. Millist elektrikaablit tuleks kasutada suure voolutarbega seadme ühendamisel? (Suure ristlõike pindalaga, väikese ristlõike pindalaga, ristlõige pindala ei ole oluline. Põhjendada) Tuleks kasutada suure ristlõikepindalaga, sest vastasel juhul kaabel läheb kuumaks ning see on ka üks peamisi tulekahju põhjustajaid. 33. Pingelangud ja voolutugevused takistitel jadaühenduse korral. (Põhjendada) Loeng 12 viimane lk 34. Pingelangud ja voolutugevused takistitel rööpühenduse korral. (Põhjendada) Loeng 12 viimane lk 35. Kuidas ühendada elektriahelasse voltmeetrit ja ampermeetrit? (Põhjendada) – Ampermeeter jadamisi (sest sisetakistus peab olema võimalikult väike, muidu hakkab voolu muutma), voltmeeter paralleelselt (sest sisetakistus peab olema võimalikult suur, muidu hakkab ahelat mõõtma).
samasugune. => U=U1=U2=..=Un. Rööpühenduse korral võrdub kogu taksituse pöördväärtus üksikute harude pöördväärtuste summaga. => 1/R = 1/R1 +1/R2 + .. + 1/Rn. Erijuhud: a) 2 haru(takistit) omavahel rööbiti ühendatud. 1/R = 1/R1 +1/R2 + .. + 1/Rn => R=R1*R2 : R1+R2. b) N ühesugust(pirnide/harude arv). Kogu takistus on ühe haru takistusest n korda väiksem. 1/R = n*1/R => R= R1/n Rööpühenduse korral on harude voolutugevused pöördvõrdelised takistustega.=> J*R=J1*R1=J2*R2
vooluahelasse rööbiti ehk paralleelselt. Rööpühenduses on kõik elemendid üksteisest sõltumatud. Vool hargneb. Voolutugevus rööbiti ühendatud ahelas võrdub kõikide voolutugevuste summaga ( I=I1+I2+..+In ) Pinge rööpahelas on kõikides juhtides sama ( U=U1=U2=..=Un ) Kogutakistuse pöördväärtus on võrdub harude pöördväärtuste summaga ( 1/R=1/R1+1/R2+..+1/Rn ) Rööpühenduse korral on harude voolutugevused pöördvõrdelised harude takistustega (kui mingi rööpühenduse haru takistus on teise haruga võrreldes n korda suurem, siis on seal voolutugevus n korda väiksem) Rööpühendust kasutab enamik tarbijaid, sest see võimaldab lülitada tarviteid eraldi sisse ja välja.
25.Milline on inimese keha normaal temperatuur? Millised on ohtlikud? 26.Kirjuta ideaalgaasi oleku võrrand selgitustega. 27.Nimeta isoprotsessid. Näited 28.Millistest gaasidest koosneb õhk (protsentides) 29.Mis on mägitõbi? Kuidas hoiduda? 30.Mis on kessoontõbi? Kuidas vältida? 31.Mis on voolutugevus, pinge, takistus? 32.Kuidas on seotud südametöö elektri nähtustega? 33.Mille abil saab kontrollida südametööd? 34.Miks on elektrivool inimesele kahjulik? 35.Millised voolutugevused on inimesele tunnetatavad, ohtlikud, surmavad? 1. Inimene saab energia toidust, päikesest. 2. A=Fscosα (A)= 1N*m= 1J 3. kineet energ-liikuv keh energ (Ek=mv2:2) nt: kui pall kukub, siis on tal maa suhtes kineet.energia, potents e- keh vastastikmõj ener, deforme keh (Ep=mgh) nt: pinal on lauapeal ning tal on maa suhtes potents energia. 4. Kiiret loom on pikk, peen jalad- Kiirel loomal on pikad jalad, et saaks teha pikemaid samme ning seeläbi kiiremini edasi liikuda
5 Vooluringi on jadamisiühendatud kaks samast materjalist silindrikujulist juhet. Esimese juhtme läbimõõt on teise läbimõõdust neli korda väiksem. Kummas juhtmes on laengukandjate kiirus suurem ja mitu korda? 6. Aku pinge on 24V, lambi takistus on 8. Leia voolutugevus. 7. Taskulambipatarei suudab anda 2 tunni vältel voolu keskmiselt 0,25A. Kui suur laeng läbib lampi? 8. Arvuta kogutakistus, kui pingel 260V on rööbiti takistid 20k 12,5k. Leia voolutugevused. *9. Jõulureklaamis on ühendatud jadamisi lambid, mille nimipinge on 13V ja nimivool 0,2A.Mitu lampi peaks ahelas olema, et toitepingel 220V pinge ühel lambil ei ületaks lubatavat? (Veidi alla võib olla, üle mitte). Kui suur on siis voolutugevus?
r – kehade vahekaugus q1 ja q2 – kehade laengud. *Ampere’i seadus – Ampere’i seadus määrab vooluga juhtmele välises magnetväljas mõjuva jõu suuruse ja suuna. F12 – jõud, millega kahe lõpmata pika ja paralleelse sirgjuhtme korral esimene juhe mõjutab teise juhtme lõiku pikkusega l r – juhtmete vahekaugus I1 ja I2 – voolutugevused juhtmetes. *SI ühik 1N/C (njuuton kuloni kohta) = 1 V/m - volt meetri kohta. *SI ühik tesla 1 T = 1 N/(A m) - njuuton ampri ja meetri kohta. *Punktlaeng – laetud kehad, mille mõõtmed on tühised võrreldes kehade vahekaugusega. Punktlaengu q1 väljatugevus teise punktlaengu q2 asukohas *Sirgvoolu I1 magnetinduktsioon sirgvooluelemendi I2 l asukohas. *Võrdetegur SI süsteemis – see on sfäärilise
öö öö kus Urööp pinge ahela ja ahelat moodustavate juhtide otstel (V); Irööp voolutugevus ahela hargnemata osas (A), I1, I2, I3 voolutugevused ahela kus Urööp pinge ahela ja ahelat moodustavate juhtide otstel (V); Irööp voolutugevus ahela hargnemata osas (A), I1, I2, I3 voolutugevused ahela harudes (A), Rrööp rööpahela takistus (); R1, R2, R3 ahelat moodustavate juhtide takistused () harudes (A), Rrööp rööpahela takistus (); R1, R2, R3 ahelat moodustavate juhtide takistused () 8
voolutugevuse arvutamist sama meetodiga jagades Skeem 6 ahelateks. Voolutugevust arvutatakse järgmise valemiga, U I= R Kuna mul on teada Uab ja R1,2,3,4,5,6 saan ma I1,2,3,4,5,6 kohe välja arvutada. Selle järgi saan ma hiljem kontrollida kas ahelate arvutustulemused on õiged. 12V I1,2,3,4,5,6 = = 6,12A 1,96Ω 12 3.2. Arvutan ahelate I3,4 ja I2 voolutugevused. Skeem 8. Ahel I2 U2 I2 = R2 7,3V I2 = = 3,13A 2,33Ω Saan tulemuseks I2 = 3,13A U3,4 I3,4 = R3,4 4,7V I3,4 = = 3,13A 1,5Ω Saan tulemuseks I3,4 = 3,13A 13 3.3. Ahelad I1 ja I5,6 Skeem 9. Ahel I1 U1 I1 = R1 6V I1 = = 3A 2Ω Saan tulemuseks I1 = 3A
Küsimused „Elektrimootor. Elektriohutusest“ Mis on elektrimootori ülesanne? Mis on staator ja rootor? Missugune on kommutaatori ehitus? Millised on sagedasemad elektrikahjustused? Missuguseid kahjustusi võib põhjustada elektrilöök inimesele? Missugused elektrist tulenevate õnnetuste levinumad põhjused? Õpi selgeks mõisted Kondensaator - elektri- ja elektroonikakomponent, mille põhiomadus on mahtuvus C, s.o võime salvestada (mahutada ja säilitada) elektrilaengut ning seega ühtlasi energiat. Kondensaator koosneb kahest lähestikku paiknevast elektroodist, nn plaadist ja neid eraldavast dielektrikukihist. Induktiivpool - on elektroonikakomponent, mille põhiline tunnussuurus on induktiivsus L, st. ta on võimeline tekitama magnetvälja ja seoses sellega ka talletama energiat. Ta koosneb südamikust ja sellele mähitud isoleeritud traadist mähisest. Aktiivtakistus - elektritakistus vooluahelas, milles puudub induktiivne ja mahtuvuslik komponen...
Voolutugevus: I = I1 + I2 + ... + In R = R1 → R R1 = n I I1 I2 In Takistused: U = U1 + U2 + ... + Un Traadi ristlõike pindala läheb suuremaks (2 traati) Rööpühendusel on kogu takistus alati väiksem iga üksiku juhi takistusest. I • R = I1 • R1 = ... Rööpühenduse korral on harude voolutugevused harude takistusega pöördvõrdelised. Rööpühenduse kasutamine: valgustid, tolmuimejad, küttekehad jne. Eelised: * mugav ükshaaval sisse-välja lülitada * üksiku hõõglambi „läbipõlemisel“ töötavad teised edasi * pinge ei jagune – võimalik tarbijaid arvestada kindlale tööpingele
Kasutatakse nt. Kappidel, kõlaris, tahvlil, mikromootorites. 2. Voolu magnetväli (lk 117, joonis 4.7, selgitus) Voolu magnetvälja avastas 1820. aastal H. Cr. Oersted. Magnetinõel pöördub vooluga juhtme suhtes risti. Prantsuse füüsik A. M. Ampere avastas, et paralleelsed vooluga juhtmed mõjutavad üksteist. KI 1I 2e -7 N F= K =210 d A2 F jõud (N) I1, I2 voolutugevused juhtmetes (A) e juhtme pikkus (m) d juhtmetevaheline kaugus (m) 3. Kuidas mõjutavad üksteist kaks vooluga juhet? Kaks vooluga juhet mõjutavad teineteist magnetväljade kaudu jõuga... 1) Paralleelsete juhtmete korral on jõud maksimaalne. Ristuvate juhtmete vahel jõud ei mõju. 2) Kui paralleelsetes juhtmelõikudes kulgevad samasuunalised voolud, siis mõjub juhtmete vahel tõmbejõud. Vastassuunaliste voolude korral mõjub tõukejõud.
43 7 -7,43 -7,43 -7,43 -7,43 8 0 0 0 0 0= 0V I= 190mA 7. Arvutan naaberpunktide potentsiaalide vahed avatud ja suletud ahela korral. Leidke emj. . Tulemused kannan tabelisse 2. 8. Arvutan ahela osade takistused, kasutades eelpool toodud valemeid. 9. Arvutan voolutugevused ahela hargnenud osades. Ahela parameetrite arvutamine Tabel 2 Ahela osa n- n-1, V (V) R( ) Avatud ahel Suletud ahel 2-3 6,7 6,69 1=6,7 3-4 0 -9,26 R2=148,71
4-5 -0,01 0,18 5-6 0,01 4,87 R45 = 27 6-7 14,55 0 7-8 -8,14 -8,14 Kontrollarvutused: R=U/I R34 = 9,44/0,18 = 52,5 R45 = 4,87/0,18 = 27 R4=2R5 1/R45 = 1/R5 + 1/R4, R4=2R5 R5=54/2= 27= R4 8. Arvutage ahela osade takistused, kasutades eelpool toodud valemeid. 9. Arvutage voolutugevused ahela hargnenud osades. 5.kokkuvõte Läbiviidud katses mõõtsime alalisvooluahelas erinevate punktidel olevad pinged. Katse võib lugeda õnnestunuks, kuna saavutasime oma eesmärgi ja tuvastasime iga ahela punktis oleva pinge. Arvutuste tulemusena arvutasime välja erinevates ahelates olevad takistused. Katse võib lugeda suhteliselt täpseks, kuna pinge väärtused olid digitaalsel kujul numbriliselt antud.
6-5 0 4,62 4,62 27 7-6 15,24 0,04 15,20 89,5 8-7 -8,48 -8,48 0 0 9-8 0 0 0 0 7. Arvutage ahela osade takistused, kasutades eelpool toodud valemeid. 8. Arvutage voolutugevused ahela hargnenud osades. 1.5. Kokkuvõte Läbiviidud katses mõõtsime alalisvooluahelas erinevate punktidel olevad pinged. Katse võib lugeda õnnestunuks, kuna saavutasime oma eesmärgi ja tuvastasime iga ahela punktis oleva pinge. Arvutuste tulemusena arvutasime välja erinevates ahelates olevad takistused. 5
võrdeline nende laengutekorrutisega ja voolutugevusega mõlemas juhtmes pöördvõrdeline laengutevahelise kauguse ruuduga kus F - jõud, millega kahe lõpmata pika ja paralleelse sirgjuhtme korral esimene juhe mõjutab teise juhtme lõiku l, r-juhtmete kus F jõud, millega esimene keha mõjutab teist, vahekaugus, I1 ja I2- voolutugevused juhtmetes r kehade vahekaugus, q1 ja q2 - kehade laengud Välja kirjeldab elektrivälja tugevus(E-vektor) Välja kirjeldab magnetinduktsioon(B-vektor) SI ühik 1N/C (njuuton kuloni kohta) = 1 V/m - SI ühik tesla1 T = 1 N/(A m) - njuuton ampri ja volt meetri kohta meetri kohta Punktlaengu q1 väljatugevus teise punktlaengu q2 Sirgvoolu I1 magnetinduktsioon asukohas sirgvooluelemendi I2 l asukohas
Ahel 6-7: 6,16-6,16= 0V Ahel 7-8: 0-6,16= -6,16V Ahel 8-9: 0-0= 0V 7.Takistuste arvutamine (3): R2 3-4ahel 8,99/0,18= 49,94Ω R4 R5 5-6ahel : I 1 1 = + R 4 5 R 4 R5 U R4 5 = → R=0,027 I 3 0,18 R4=2R5 → = 0,027 2 R5 → R 5=3 ∙0,027=0,18 ∙ 2 R5 → 0,081÷ 0,18=2 R5 ÷ 2→ 0,225 Ω R4 =3 ∙0,027=0,18 ∙ 2 R5 → 0,081÷ 180=2 R5 →0,45 Ω 8.Voolutugevused ahela hargnenud osades. I4, I5=? I=U/R I4+I5= 0,18A I4=U/R4 I5=U/R5 Järeldus: Alalisvooluahel on 0,18A ja takistusteks tulid R2=49,94 Ω, R4=0,45 Ω ning R5=0,225 Ω.
Mõju põhiseadus on Coulomb'i seadus: r2 , Mõju põhiseadus on Ampere'i seadus: r2 , kus F12 jõud, millega esimene keha mõjutab teist, (paralleelsete juhtmete korral) kus F12 jõud, millega r kehade vahekaugus, q1 ja q2 - kehade laengud. esimene juhtmelõik mõjutab teist, r juhtmelõikude vahekaugus, I1 ja I2 voolutugevused juhtmetes, , l1 ja l2 juhtmelõikude pikkused,. Ühepikkuste juhtmelõikude korral I1 I 2 F12 = K l
OHMI SEADUS VOOLURINGI OSA KOHTA. TAKISTUS. Eriliiki juhtidel sõltub voolutugevus pingest erinevalt. Pinge voolu tunnusjoone saamiseks tuleb mõõta erinevate pingeväärtustele vastavad voolutugevused. Ohmi uuris katseliselt voolu ja pinge vahelist seost metalljuhtide korral ja tegi kindlaks seaduspärasuse. Voolutugevus I juhis on võrdeline juhi otstele rakendatud pingega U. I=U/R. Juhi takistus on üks oom, kui juhi otstele rakendatud pinge 1V takistab juhis voolu 1A, seega 1oom= 1V/1A. Ohmi seadus kehtib ka elektrolüütide lahuste kohta. Voolu korral pooljuhtides, gaasides jne on sõltuvus I ja U vahel tunduvalt keerukam. Takistus on peamine juhi elektrilisi omadusi iseloomustav suurus
üksikosa , on kõigi üksikosade otstel pinge (Ui) Ühesugune ja jada otstel olev pinge on leitav seosega U=nUi *Jada kogutakistus on võrdne jada kõikide üksikosade takistuste summaga R=R1+R2+...+Rn Kui jadamisi on ühendatud n ühesuguse takistusega (Ri) ÜKSIKOSA , ON NENDE KOGUTAKISTUSEGA LEITAV SEOsega : R=nRi Rööpühenduse seosed : *pinge kõigi üksikosade otstel on ühesuurune ja võrdne kogupingega e . vooluallikaga U1=U2= Un= u Voolutugevused üksikosades (harudes ) on pöördvõrdelised üksikpsade takistusega (= voolutugevus on seda suurem , mida väiksem on üksikosa takistus ) Kogu voolutugevus e. Voolutugevus hargnemata osas on võrdne üksikosade (harude) voolutugevuste summaga I=I1+I2+...+In Kui rööbiti on ühendatud b ühesuguse takistusega üksikosa , on kõigi üksikosade (harude) voolutugevus (=Ii) ühesugune ja leitav seosega : Ii=I/n Ahela kogutakistuse pöördväärtus on võrdne
3. Töö käik. Alalisvoolu võimsuse mõõtmiseks on olemas spetsiaalsed mõõteriistad, vattmeetrid. Nende puudumisel on võimalik teha mõõtmisi ka voltmeetri ja ampermeetri abil. Lähtume võimsuse valemist P = U I (W). U2 (P = U I = = I 2 R). R Koostada vooluringid vastavalt skeemile: a. jadaühendus b. rööpühendus. Pinge toiteallika klemmidel on on nii jadaühenduse kui ka rööpühenduse korral (ühesugune) 30 V. Mõõta voolutugevused ja pinged nii jada- kui rööpühenduse korral. Mõõtmistulemuste põhjal arvuta võimsused ja takistused. Mõõtmis- ja arvutustulemused kanda tabelisse. Teha järeldused: 11 a) millega võrdub jadaühenduse korral koguvool, kogupinge, koguvõimsus ja kogutakistus? b) millega võrdub rööpühenduse korral koguvool, kogupinge, koguvõimsus ja kogutakistus? c) milline lampidest põleb jadaühenduse korral kõige heledamini, kas 25 W, 40 W või 60
Magnetism 5 Magnetväljas asetsevale vooluga juhi lõigule mõjub jõud, mis võrdub voolutugevuse, lõigu pikkuse, magnetilise induktsiooni ja voolu suuna ning magnetvälja suuna vahelise nurga siinuse korrutisega. Ampere´i jõu suund määratakse "vasaku käe reegli" abil. VOOLUGA JUHTIDE VAHEL MÕJUV JÕUD. Asetsegu kaks paralleelset vooluga juhi lõiku pikkusega l teineteisest kaugusel r. Voolutugevused olgu I1 ja I2. F1 F 2 l I1 I2 r Kumbki vool tekitab enda ümber magnetvälja, milles asub teine vooluga juht, millele mõjub Ampere´i jõud. Need kaks vooluga juhi lõiku mõjutavad teineteist jõuga F, mis avaldub järgmiselt: 2I1 I 2 l
EHK palju elektron keskmiselt edasi-tagasi liigub mingi aja jooksul. • Ohmi seadus: I = U / R - Näitab voolutugevuse sõltuvust pingest ja takistusest. (Voolutugevus juhis on võrdeline pingega juhi otstel. Takistus on keha iseloomustamiseks voolu takistamise seisukohalt.) • Rööpühendus ja jadaühendus: Jadal liidad takistused üksteise otsa, rööpsel 1/R ja hiljem pöörad ümber. Jadal on voolutugevus igalpool sama, rööpsel liidad eraldi kõik voolutugevused. Jadal liidad eraldi kõik pinged, rööpsel on pinge igalpool sama. • Elektriskeemi lahendamine (süsteemi kogutakistuse, voolutugevuse ja osapingete, osavoolutugevuste leidmine) !!! • Ampermeetri, voltmeetri mõiste: Ampermeeter - vooluringi voolutugevuse mõõtmiseks Voltmeeter - vooluringi pinge mõõtmiseks • Takistuse sõltuvus temperatuurist: Mida kõrgem temperatuur, seda rohkem aineosakesed (nt vaskaatomid) võnguvad ja põrkuvad. Voolul on
0 Rööpühendus Voolutugevus I 0,36 0,36 0,36 0,54 0,54 0,54 10 110 110 110 110 110 110 Pinge U 110 Takistus R 302,5 302,5 302,5 201 201 201 11 PRAKTILINE TÖÖ 4: LIITAHELA ARVUTUS Praktilise töö aruanne: Arvutada voolutugevused harudes 1. Elektriskeemi ja arvutusmeetodi valik: Va- riant Elektriskeem Arvutusmeetod E1 E2 R1 R2 R3 Kirchoffi seaduste 1. 2 6 2 4 6 abil Kahe sõlme 2. 4 6 3 5 4 meetodil Ülestus- 3
III I₁R₁ + I₃R₃ - I₂R₂ = E₃ - E₂ +E₁ 2. Kontuurvoolumeetod Selleks, et lahendada ülesannet kontuurvoolu meetodil tuleb skeemi esmalt lihtsustada. Selleks eemaldan liiasused, antud juhul voltmeetrid ning ühendan omavahel maandused. Seejärel määran voolu arvatavad suunad ning koostan tekkinud harude kohta kontuurid, milles voolab sama vool. Kolme haru kohta saan koostada 3 võrrantit, mille lahendamisel saan teada voolutugevused (ja tegelikud voolusuunad) ning otsitava elektromotoorjõu E₁. Joonis 3. Lihtsustatud skeem voolukontuuridega. I₁₁･(R₂ + R₄ + R₅) - I₂₂･R₄ - I₃₃･R₂ = E₂ + E₄ + E₅ - I₁₁･R₄ + I₂₂･(R₃ + R₄ + R₆) - I₃₃･R₃ + J₇ • R₆ = E₆ - E₄ - E₃ - I₁₁･R₂ - I₂₂･R₃ + I₃₃･(R₁ + R₂ + R₃) = E₃ - E₂ +E₁
R1 R2 R3 R12=R21=R2 E1 E2 R13=R31=R4 R22=R2+R3+R5 R23=R32=R5 R33=R4+R5+R6 voolutugevused harudes: I2=I2k-I1k I3=I2k I4=I1k-I3k I5=I2k-I3k I6=I3k 15
R12=R21=R2 E1 E2 R13=R31=R4 R22R2R3R5 R23=R32=R5 R33R4R5R6 voolutugevused harudes: I2=I2kI1k I3=I2k I4=I1kI3k I5=I2kI3k I6=I3k 15
pikkusega. 5. Juhtmete vahel mõjuv jõud on pöördvõrdeline juhtmete vahelise kaugusega Ampere seadus kahe paralleelse vooluga juhtme vastastikmõju kohta Juhtme pikkusühikule mõjuv jõud on võrdeline voolutugevustega neis juhtmeis ja pöördvõrdeline vahemaaga nende vahel I1 I2 l Kus k on võrdetegur, mille F=k väärtus sõltub ühikute valikust d Voolutugevuse ühik I1 I2 -voolutugevused I1 I2 l l – juhtme pikkus F=k d d – juhtmetevaheline kaugus Kui kahe paralleelse, lõpmata pika peenikese sirgjuhtme vahel, milles voolab ühesuguse tugevusega vool ja mille kaugus teineteisest on 1m, mõjub juhtme iga meetri kohta jõud 2*10-7 N, on voolutugevus juhtmetes 1A (amper) KOKKUVÕTTEKS • Voolu( st. liikuvate laengute) ümber on miski, mis mõjub vooluga juhtmele jõuga
Sama elektrivälja korral on pinge samasugune. => U=U1=U2=..=Un. Rööpühenduse korral võrdub kogu taksituse pöördväärtus üksikute harude pöördväärtuste summaga. => 1/R = 1/R1 +1/R2 + .. + 1/Rn. Erijuhud: a) 2 haru(takistit) omavahel rööbiti ühendatud. 1/R = 1/R1 +1/R2 + .. + 1/Rn => R=R1*R2 : R1+R2. b) N ühesugust(pirnide/harude arv). Kogu takistus on ühe haru takistusest n korda väiksem. 1/R = n*1/R => R= R1/n Rööpühenduse korral on harude voolutugevused pöördvõrdelised takistustega.=> J*R=J1*R1=J2*R2 ja siis kõik valemid mis seadustega koos on ja mõõtühikuid vaja ka teada. Newtoni I seadus: v = v1 + v2 a = v - vo/t v =l/t x =xo +vot +at²/2 a =F/m F1 = -F2 F =G m1m2 /r² p =const. A=Fs cos A =E E =Ep + Ek T =1/f = /t
Pingelang kõigil kolmel takistusel kokku tuleb: U= U1+U2+U3=I(R1+R2+R3). Saime Ohmi seaduse kogu vooluringi kohta, kusjuures R=R1+R2+R3 on kolme jadalülituses oleva takisti kogutakistus. Jadaühenduses on takistite kogutaksitus võrdne üksikute takstite takistuste summaga. Rööpühenduse koguvool I jaguneb vooluringis kolme harru I1, I2 ja I3, nii et I=I1+I2+I3. Kõigil takistitel on üks ja seesama pingelang U. Vastavalt Ohmi seadusele saame avaldada voolutugevused läbi takistite , , . Kui liidame need valemid saame: . Saime Ohmi seaduse kogu vooluringi jaoks. , kus vooluringi takistus R tuleb arvutada valemist . Kõigis neis ja teistes analoogilistes arvutustes on eeldatud, et vooluringi moodustavatel juhtmetel endil märkimisväärset takistust ei ole. 6. VOOLUTUGEVUSE JA PINGE MÕÕTMINE Kõige tavalisemad laboratooriumiriistad on voltmeeter elektripingete mõõtmiseks ja ampermeeter voolutugevuse mõõtmiseks.
0026 0 0.01444 4 91 0 0 0 0 7. Arvutage ahela osade takistused, kasutades eelpool toodud valemeid. R1=0,011667 R4=55,22222 R2=50,16667 R5=55,22222 R3=0 14 8. Arvutage voolutugevused ahela hargnenud osades. U -4.97[V ] I= =¿ I 4 =I 5= -0.09[ A] R 55.2[] 3. VOLTMEETRI KALIBREERIMINE 1 Töö eesmärk. Kaliibrida galvanomeeter etteantud mõõtepiirkonnaga voltmeetriks. Määrata voltmeetri täpsusklass. 1.5 Töö vahendid. Galvanomeeter, etalonvoltmeeter, takistusmagasin, alalispingeallikas. 1.6 Töö teoreetilised alused.
.+In Rööpühendusel võrdub kogu vool ...voolud summaga 2) Ahela kogupinget mõõdan ahela otstest, punkidest A,B. Ning ka kõikide tarbijate pinget mõõdan otstelt punktidest A ja B. Rööpselt ühendatud tarbijate pinged on võrdsed. U=U=U =..=Un 3) I=U/R Kogu takistuse pöördvöörtus võrdub üksikute takistuste röördvöörtusega 1/R=1/R+1/R+..n/Rn Kui R=R..Rn siis 1/R=n/Rn => R=Rn/n rööpühendusel läheb takistus väiksemaks 4)R=l/S voolutugevuse takistuse korrutis on konstantne. Voolutugevused jaotuvad pöördvõrdeliselt takistusega. I/I=R/R LAETUD KONDENSAATORI ENERGIA Kondensaatori laadimiseks anname talle laengu. Plaadile antud laengu kasvades suureneb ka pinge plaatide vahel. Laetud Kondensaatori energiat mõõame selle tööga mida tehakse kondensaatori laadimiseks. kui 2 punkti vaheline potensiaalide vahe on jääv suurus, siis võime leida töö laengu q ümberpaigutamisel ühest punktist teise A=q*U. Kuivõrd kond-i laadimisel kasvab pinge ühtlaselt 0-st
Allikateks on akud, patareid, alaldid. Tarbijateks elektroonikaseadmed. Vahelduvvool on elektrivool, mille suund ja tugevus muutuvad perioodiliselt. Laengute lii kumine toimub perioodiliselt edasitagasi. Vahelduvvoolu tekitamiseks on vajalik vahelduvpinge. Allikaks elektrienergia jaotusvork. Tarbijad: lambid, kuttekehad, mootorid. Tarbijate jadauhenduse korral ? voolutugevus on koikides tarbijates uhesugune ? pingedliituvad Tarbijate roopuhenduse korral ? tarbijate voolutugevused liituvad ? pinge on koikidel tarbijatel uhesugune Elektrivool vedelikes ? Vedelikus on laengukandjateks ioonid. ? Elektrit juhtiv vedelik on elektroluudi lahus. Elektroluut: keemiline uhend, mille molekulide lagunemisel tekivad erimargilised ioonid. ? Levinuim kasutusvaldkond: akud, patareid. Elektrivool gaasides ? Gaasis on laengukandjateks ioonid. ? Gaas hakkab elektrit juhtima siis, kui ta ioniseeritakse.
· 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. · Mahtuvus eristatakse tühjenemismahtuvust C t ja laadimismahtuvust C l . Ct = It Tt , Cl = Il Tl , kus T t ja T l on tühjenemise ja laadimise aeg. · Viljakus eristatakse mahtuvuslikku viljakust ja energia viljakust. C = I t T t / ( I l T l ) , W = U t I t T t / (U l I l T l ) ,
suurusele. Kui elektrood teri- DC tada liiga peenike, siis keevi- Volfram oksiidiga tamisel ots sulab ja osakesed satuvad õmblusesse ja tekitab AC defekte. Puhas volfram Kui elektrood teritada liiga töm- bi otsaga, siis keevituskaar on liiga lai ja ei sulata vajaliku AC ulatusega. Väikese vooluga on Volfram oksiidiga kaar liiga lai ja väikese sula- tus sügavusega. Lubatavad ja soovitatavad voolutugevused elektroodidele. Elektroo- Alalisvool (A) Alalisvool (A) Vahelduvvool di Ø mm DC (käepide - ) DC (käepide +) AC (A) Puhas Volfram Puhas Volfram Puhas Volfram volfram oksiidiga volfram oksiidiga volfram oksiidiga 0,5 2-20 2-20 ------- ------- 2-15 2-15
Rakkude takistus ja rakkudevahelise ruumi takistused on erinevad. 112. Elektritakistuste ja elektrimahtuvuste jada- ja rööpühendus. Jada- ehk järjestikühendus on voolutarvitite selline ühendusviis, mille korral kõiki tarviteid läbib sama tugevusega elektrivool. Rööp- ehk paralleelühendus on elektriseadmete ühendusviis, mille puhul neile kõigile on rakendatud sama voolu pinge. 113. Ohtlikud pinged ja voolutugevused. 1. 0 mA kuni 10 mA tundlikkuse vähenemine, kihelus, ebamugavus 2. 10 mA kuni 20 mA valutunne, lihaste kontraktsioon. 3. alates 16 mA inimene ei vabane iseseisvalt elektrikontaktist 4. 25 mA kuni 80 mA hingamishäire, vererõhu tõus, häired südames 5. 80 mA kuni 3A minestus, südame värinad 6. suurem kui 3A südame peatumine, sokk, põletushaavad 114. Alalisvoolu mõju elusorganismile.
Pliimennik 0,9 Lati lubatud voolutugevuse leidmiseks tuleb selle alalisvoolutakistus ja soojusülekanne leida lati temperatuuril +70 oC ja ümbruse temperatuuril +25 oC. Qko Qki I lub (6.10) ra Siseruumidesse paigaldatud lattide korral kasutatakse ka lati lubatud temperatuuri +65 oC ja ümbruse temperatuuri +35 oC. Tabelis 6.1 on näitena toodud lubatud voolutugevused vaskõõneslatile võrgusagedusega vahelduvvoolul, kui latt asub kas siseruumis või väljas ja kas latt on värvitud või värvimata (oksiidikihiga kaetud). ______________________________________________________________________ TTÜ elektroenergeetika instituut Kõrgepingetehnika õppetool Loengukursus AEK 3025 30 Rein Oidram _____________________________________________________________________ Tabel 6
voolu pinge. Takistuste korral liituvad nende pöördväärtused. Mahtuvused paralleelühenduste korral liituvad. Jadaühendus ehk järjestikühendus on voolutarvitite selline ühendusviis, mille korral kõiki tarviteid läbib sama tugevusega elektrivool. Jadaühenduses olevate tarvitite või takistite kogutakistus võrdub üksikute takistuste summaga ja liituvad mahtuvuste pöördväärtused. 134. Ohtlikud pinged ja voolutugevused. 16mA alates inimene ei vabane iseseisvalt vooluallikast. 25-80mA hingamishäire, vererõhu tõus, häired südames. 80mA-3A minestus, südamevärinad. Üle 3A südme peatumine, sokk, põletushaavad. Suurem osa õnnetusi juhtub 220V. 135. Alalisvoolu mõju elusorganismile. Südame rütmi muutumisel muutub ka vereringe dünaamika, tekib südame ummitus ja surm. Inimkeha ja ka loomakeha juhib elektrit, kuna ta koosneb võrgustikust, kus on ioone ja vett. Kudede eritakistused on erinevad,
𝜀2 Kasulik võimsus (tarbijal): 𝑁𝑘 = 𝑖𝑈 = 𝑖2𝑅 = (𝑅+𝑟)2 𝑅 𝑁𝑘 𝑅 Kasutegur: 𝑛üü = 𝑁 = 𝑅+𝑟 Kasutegur on maksimaalne, kui r-R=0 R=r 16. KIREHHOFFI VÕRRAND Nende abil saab vooluringis teha arvutusi lihtsamalt kui Ohmi seadust kasutades. Tuleb ära näidata voolu suunad; tähistada voolutugevused (voolusuuna alguse võib valida suvaliselt). Voolutugevus onsama vooluringi selles osas, kus ei ole hargnemist. 1 reegel: sõlmpunkti saabuvate voolude summa on võrdne sealt väljuvate voolude summaga ( I3 I1 I 2 ) 2 reegel: kontuuris olevate elektronmotoorjõudude summa on võrdne takistuse ja teda läbiva voolutugevuse korrutise n m summaga. ( i 1 E k 1
dq q ∙n ∙ dV q e ∙n ∙ S ∙d l⃗ I= = e = =q e ∙ n∙ ⃗S ∙⃗ v triiv dt dt dt I q ∙ n∙ ⃗S ∙⃗ v triiv ⃗ v j= ⃗j= e ∙ triiv =qe ∙ n ∙⃗ v triiv S S v triiv 49. Kirchhoffi esimene seadus? Sellest lähtuvalt kuidas avalduvad voolutugevused jadaühendusel ehk järjestikühendusel ja rööpühendusel ehk paralleelühendusel. Mingisse sõlme sisenevate ja sealt väljuvate voolude summa peab olema võrdne nulliga. Jadaühendusel: I kogu=I =I 1 =I 2=… Rööpühendusel: I kogu=I 1 + I 2+ … 50. Tuletada valemid, kuidas avaldub summaarne takistus, kui takistid on ühendatud jadaühendusega (järjestiku) ja rööpühendusega (paralleelselt). Jadaühendus I =I 1=I 2=... U k=U 1+U 2+…
peavad üksikute tarbijate takistused jadaühenduse korral liituma. Tarbijate jadaühendusel võrdub vooluahela kogutakistus üksikute tarbijate takistuste summaga. R=R1 + R2 + R3 +... Tarbijate jadaühendusel vooluahela otstele rakendatud pinge võrdub tarbijate pingelanguse summaga. Pingelang üksikul tarbijal on võrdeline selle tarbija takistusega. Tarbijate jadaühendusel on igal üksikul tarbijal eralduv võimsus võrdeline selle tarbija taksitusega. Et voolutugevused läbi kõigi tarbijate on ühesugused, siis peab suurema takistusega tarbijal eralduma suurem võimsus. Sellepärast kuumeneb ka hõõglambi ühendamisel vooluringi just lambi hõõgniit, mitte ühendusjuhe, ehkki mõlemat läbib sama tugevusega vool. Lambi hõõgniidi takistus ületab tunduvalt ühendusjuhtmete oma ja teda läbides peavad laengud tegema tunduvalt rohkem tööd kui juhtmeid läbides. 48. Tarbijate rööpühendus ->
Magnetpeal on ferriidist südamik, mille keskel asub lugemis-kirjutamispea ning mõlemal äärel kustutuspea, mis puhastab uue andmeraja mõlemad ääred vanade andmeradade mõju kõrvaldamiseks. Andmebittide salvestamiseks muudetakse kirjutuspead läbiva voolu suunda perioodiga 2 kuni 4 mikrosekundit. Lugemispeast saadud signaal läbib elektroonikaskeemi, 18 mis registreerib maksimaalsed voolutugevused ja muudab sisendsignaali vajaliku kujuga väljundsignaaliks, mis saadetakse arvuti siinile. Disketile kirjutatut on võimalik kaitsta juhusliku hävitamise eest klõpatsiga, mida saab nihutada edasi või tagasi. Diskett on kaitstud, kui kaitseavast saab “läbi vaadata”. Mida tuleb silmas pidada diskettide kasutamisel, selleks vaata allpool toodud skeeme: Disketiseade jääb varsti ajalukku. Viimasel ajal toodetud sülearvutites teda enam ei kasutata.
tarbijast. Et ühiklaengu läbiviimine suurema takistusega tarbijast nõuab rohkem tööd, siis ongi suurema takistusega tarbijail suurem pingelang. Korrutame viimast valemit veel kord voolutugevusega. Siis saame paremal pool vooluahelas kui tervikus eralduva võimsuse, paremal üksiktarbijatel eralduvate võimsuste summa: I 2 R I 2 R1 I 2 R2 I 2 R3 ... N N1 N 2 N 3 ... . Et voolutugevused läbi kõigi tarbijate on ühesugused, siis peab suurema takistusega tarbijal eralduma suurem võimsus. Tarbijate jadaühendusel on igal üksikul tarbijal eralduv võimsus võrdeline selle tarbija taksitusega. Sellepärast kuumeneb ka hõõglambi ühendamisel vooluringi just lambi hõõgniit, mitte ühendusjuhe, ehkki mõlemat läbib sama tugevusega vool. Lambi hõõgniidi takistus ületab tunduvalt ühendusjuhtmete oma ja teda läbides peavad laengud tegema tunduvalt rohkem tööd
vedelikukaotusega koes. Müoglobiin – lihastes leiduv valkaine Crush-neer – vallandatud müoglobiinist põhjustatud neerukahjustus Permeaabelus – läbilaskvus 602 Pilt 44.1. Elektrimärk peopesas (laibal) Välgutabamus Välguõnnetused on kiirabi tegevusvaldkonnas erakordselt haruldased. USA-s sureb igal aastal umbes 150–300 inimest välgutabamuse tagajärjel. Suremuseks hinnatakse 30–50%. Välgulöögi korral on pinge mitu miljonit volti ja saavutatakse voolutugevused üle 100 000 ampri. Kuid seejuures voolab elekter vaid 1–3 millisekundit. Tavaliselt ei piisa sellest ajast nahatakistuse ületamiseks. Seetõttu saab elekter voolata vaid üle naha ja mitte läbi keha. Elektrivoolu üle naha nimetatakse flashover’iks. Sageli esineb nii-öelda välgukolmik: teadvusetus, mööduv halvatus, välgumärgid nahal. Teadvusekaotuse põhjus võib olla hüpoksia primaarse südameseiskumise või vasospasmi tõttu.
annaabi.ee 
