Vahelduvvooluks nim. elektrivoolu, mille korral voolutugevus perioodiliselt muutub. Generaator on seade, mis muundab mingit teist energiat vahelduva elektromagnetvälja energiaks. Trafo on seade, mis põhineb elektromagnetilisel induktsioonil vahelduva pinge ja voolutugevuse muutmiseks konstantsel sagedusel. Trafo igapäeva elus - mobiili laadija, laptop, laualamp. Võnkering sisaldab alati induktiivpooli ja kondensaatorit. Elektromagnetismi rakendused nt. Raadioside, televisioon, radarid, GPS. Elektromagnetlaine esimene tekitaja Heinrich Rudolf Hertz. Võnkering pooli ja kondensaatorit sisaldav vooluring. Thomsoni valem: T= 2LC , U1/N1=U2/N2: U1- primaarmähise pinge, U2 - sekundaarmähise pinge, N1- primaarmähise keerdude arv. Nihkevool nähtus, kus laaduva plaadi tugevnev elektriväli paneb laengukadjad teisel plaadil liikuma
Saatja plokkskeem: 1)Mikrofoniahel kõne või pilt vooluvõnkumisteks. Nõrgad võnked, madal sagedus 16-20 k Hz.2) madalsageduste võimendamine. 3) Ms. võnkumise ühendamine kandva kõrgsagedusega. Moduleerimine.4) ks. Võnkumiste võimendamine. 5) Lahtine võnkering. Vastuvõtja plokkskeem: 1) Lahtine võnkering. 2)Kõrgsagedus võimendaja. 3) Moduleeritud ks eraldamine ms e detekteerimine.4) Ms võimendamine.5) Reproduktor. Modulaator ja moduleerimine. Seade milles ks ühendatakse ms-ga. Em võnkumiste saamiseks vajalik võnkering. Voolu tuleb anda impulssidena, selleks triood või transistor. 2 pooli ühisel südamikul L1 võrepool. Poolis L on muutuva suuna ja suurusega vool, mis indutseerib poolis L1 muutuva pinge. See üh. Võreahelaga, saab muutuva pot. Pos. Võre pot
Elektromagnetvõnkumine võnkeringis Elektromagnetlained 1. Võnkering Koosneb kondensaatori mahtuvusest C ja induktiivsusest ja võnkering on võnkuv elektrosüsteem · Võnkeringe kasutatakse peamiselt vajaliku sagedusega signaalide selekteerimiseks (väljaeraldamiseks) või nende läbipääsu tõkestamiseks. · Sisaldab alati induktiivpooli ja kondensaatorit · Kõige lihtsam mõista vedrupendliga võrdlemise teel · Poolis võngub: magnetvälja energia, magnetväli, voolutugevus, pinge · Kondensaatoris võngub: elektrivälja energia 2
Võnkering-pendlilaadselt võnkuv elektriline süsteem, mille võnkesagedus on ringsagedus(kraad)Ei vabane soojusenergiat. inge jääb voolutugevusest ajaliseslt maha määratud süsteemi omasagedusega. Võnkering sisaldab alati induktiivpooli ja pii kahendiku võrra. Aktiivvõimsus-on niisugune keskmine võimsus,mis saadakse kondensaatorit. Elektromagnetvõnkumise periood sõltub 1)võnkeringi pooli elektrivoolu kogu töö jagamisel selle töö tegemiseks kujuva ajaga.Ajavahemik on üks induktiivsusest 2)kondensaatori mahtuvusest Omavõnkesagedus-võnkeringi periood.P=1/2*Pm P=U*I Reaktiivtakistusega ahelas-tuleb arvestada ka faasi nihet
vahelduvvoolu generaatorit. T = = = 0,02 s = 20ms st, et voolutugevus mistahes väärtus kordub iga 20 ms tagant 8. Joonista skeem, kus on näha kõik vahelduvvooluahelas olevad takistused. induktiivne, mahtuvuslik ja aktiivne takistus Z= 9. Mis on elektromagneetiline võnkumine? *Laengu voolutugevuse ja pinge (peaaegu) perioodilised muutused. *1)Vahelduvvoolu võib nimetada elektriliseks võnkumiseks, mille sageduse määrab generaatori pöörlemissagedus. 2)Võnkering on süsteem, mis tekitab elektrilise võnkumise, mille sagedus on määratud võnkeringi moodustavate kehade omadustega. 3)Elektriliste võnkumistega kaasnevad samaaegsed magnetilised võnkumised. Seda nähtust(elektrivälja ja magnetvälja samaaegset perioodilist muutumist) nimetatakse elektromagnetvõnkumiseks. 10. Mis on võnkering? Tee ka skeem! a)Võnkering on kondensaatorit ja induktiivpooli sisaldav vooluring, milles
põhjapooluselt lõunapoolusele. Mida määrab Ampere'i seadus? See määrab jõu, mis vooluga juhtmele magnetväljas mõjub. F=BJlsinα. Kuidas määratakse jõu suund? Vasaku käe reegliga: Kui vasak käsi on asetatud selliselt, et magnetvälja jõujooned on suunatud peopessa, väljasirutatud sõrmed näitavad voolu suunda, siis pöial näitab mõjuva jõu suunda. Mis on elektromagnetvõnkumine? Elektri- ja magnetvälja perioodiline muutumine. Millest koosneb võnkering ja milline energia muundumine võnkeringis toimub? Võnkering koosneb kondensaatorist ja poolist. Võnkumise käigus muundub laetud kondensaatori elektrivälja energia pooli magnetvälja energiaks ja vastupidi. Millest sõltub võnkeringi võnkeperiood?(Thomson) Sõltub sellest, kas võnkering saab pidevalt energiat juurde. Võnkeringi võnkeperioodi arvutatakse Thomsoni valemiga . T=2π√L.C . f=1/T
öeldes näitab induktiivsus vaadeldava juhtmesüsteemi inertsust temas toimuvate voolu muutuste suhtes .Induktiivsus kirjeldab laengukandjate liikumisel esinevat (magnetväljast tingitud) inertsust vaadeldavas juhis Pooli põhiline tunnussuurus on induktiivsus. Induktiivpool ehk pool on elektriahela osa, mida kasutatakse muuhulgas võnkeringide ja filtrite induktiivelemendina. Kasutusotstarbe järgi liigitatakse poolid võnkeringipoolideks ja paispoolideks ehk drosseliteks. 2. Võnkering: Võnkering on lihtsaim süsteem, milles võib tekkida elektromagnetiline vabavõnkumine. Võnkering koosneb kondensaatorist ja selle katetega ühendatud induktiivpoolist. Võnkering on induktiivpoolist L ja kondensaatorist C koosnev elektriahel, milles on võimalikud elektrivõnkumised ja mida kasutatakse raadiosagedusliku (harilikult 30 kHz 300 MHz) filtrina. 3. Thomsoni valem: Thomsoni valemi kohaselt on võnkeperiood võrdeline ruutjuurega induktiivsusest ja mahtuvusest
Küsimised. Õpik lk. 66-84. 1. Milliseid süsteeme nimetatakse võnkeringiks? Lk.66 Võnkering on vooluring, mis sisaldab pooli ja kondensaatorit. 2. Mida sisaldab võnkering? Lk. 66 Võnkering sisaldab alati induktiivpooli ja kondensaatorit. 3. Mida nimetatakse isevõnkumiseks? Lk.69.Isevõnkumiseks nimetatakse võnkumist, mille korral süsteem ise täiendab oma energiavarusid välisest allikast. 4. Mis on elektrongeneraator? Lk. 69. Elektrongeneraator on seade, mis tekitab sumbumatuid elektromagnetvõnkumisi. 5. Milliseid võnkumisi tekitab elektrongeneraator?Lk.69 Tekitab sumbumatuid elektromagnetvõnkumisi. 6. Millal on tegemist sundvõnkumisega? Lk. 69
muutmiseks. Trafod muudavad ülekandeliini kõrgepinge tarvititele sobivaks 220 V pingeks. Trafo koosneb vähemalt kahest juhtmepoolist ehk mähisest, mis on keritud ühisele, raudplekilehtedest koosnevale kinnisele südamikule. Mähis, millele rakendatakse trafole antav vahelduvpinge on tuntud kui primaarmähis. Teine mähis, millelt võetakse trafost väljuv pinge, kannab sekundaarmähise nime. k=U1/U2 =N1/N2 . Võnkering on vooluring, mis sisaldab kondensaatorit ja juhtmepooli. Energia muundumine võnkeringis. Kõigepealt tuleb võnkering tasakaalust välja viia. Seda võib teha näiteks kondensaatori laadimisel mingi alalisvooluallika abil. Laetud kondensaator omandab potentsiaalse energia, mille määravad kondensaatori mahtuvus C ja tema pinge U. Oma olemuselt on tegemist plaatide vahele koondunud elektrivälja energiaga We.
Elektromagnetlained looduses ja tehnikas OliverLepp Martin Raud Elektromagnetlainete tekitamine Piiratud ruumiosas toimuva elektromagnetvõnkumise tekitamiseks on vajalik suletud võnkering. Ruumis lainena leviva võnkumise saamiseks tuleb seega kasutada avatud võnkeringi Võnkering Üleminekul suletud võnkeringilt avatule eemaldatakse kondensaatori plaate teineteisest seni, kuni plaatidevahelise elektrivälja jõujooned täidavad kogu ümbritseva ruumi. Üleminek Suletud võnkeringilt avatule Võnkeringi omavõnkesagedus on määratud induktiivsusega L ja Mahtuvusega C. Elektrivälja muutumisega kaasneb magnetvälja teke. Elektromagnetlainete tekkimist nimetatakse sageli ka nende kiirgumiseks.
9. Elektrodünaamika Märksõnad: elektromagnetiline induktsiooni nähtus, magnetvoog, Faraday elektromagnetilise induktsiooni seadus, eneseinduktsiooni nähtus, pooli induktiivsus, võnkering, Thompsoni valem, vahelduvvool. Oskused: ülesannete lahendamine Faraday elektromagnetilise induktsiooni seaduse kohta, ülesannete lahendamine Thompsoni valemi kohta. E elektromotoorjõud, magnetvoo muut, t ajavahemik, magnetvoog, B magnetinduktsioon, S pindala, nurk pinnanormaali ja magnetinduktsiooni vektori vahel, T-võnkumiste periood, L induktiivsus, C mahtuvus. Elektromagnetilise induktsiooni nähtuseks nimetatakse elektrivälja tekkimist magnetvälja
Elektromagnetvõnkumine võnkeringis. Võnkering on pooli ja kondensaatorit sisaldav vooluring.Pendilaadselt võnkuvaid elektrilisi süsteeme,mille võnke sagedus on määratud süsteemi omadustega nim. võnkeringideks, see sisaldab alati induktiivpooli ja kondendsaatorit. Võnkeringi talitus on hea mõista vedrupendli võrdlemise teel. Vedrupendel ja võnkering. Võnkumise tekitamiseks peab pendli tasakaaluasendist välja viima.Venitame vedru välja.Deformeeritud vedru omandab potensiaalse energia Ep, selle määrab vedru jäikustegur k ja vedru pikkuse muutus x.Tasakaaluasendis on vedru deformatsioon 0.Potensiaalne energia on üle läinud kineetiliseks energiaks Ek, suurus on määratud koormise massiga m ja kiirusega v..Inerts jätkab koormise liikumis ja vedru surutakse kokku.Koormis kiirus
Lenzi reegel I induktsioonivoolu suund on alati selline, mis takistab voolu tekitavat liikumist. Induktiivsus- on vooluringi omadus tekitada magnetvälja. Elektri- ja magnetvälja ühtsus- vahelduv magnetväli on alati seotud tema poolt tekitatud elektriväljaga, ning vahelduv elektriväli omakorda magnetväljaga, mida ta tekitab. Seade el. magn. võngete tekitamiseks võnkering. Vahelduvvool nim. elektrivoolu, mille suund ja tugevus perioodiliselt muutuvad. Vahelduvvoolu korral voolutugevus ja pinge muutuvad, saades perioodiliselt max. ja min. väärtusi. Trafo- muudab vahelduvvoolu pinget. Koosneb magnetringist ja kahest mähisest. Magnetvälja põhiomadus Elektrivool tekitab magnetvälja. Püsimagneti põhiomadus samanimelised tõukuvad, erinimelised tõmbuvad. Elementaarlaeng väikseim looduses esinev elektrilaeng, e=1,6*10 -19C.
Elektriseadmetes ülemäära tugevate voolude tekkimise kaitseks. Mida nimetatakse elektromagnetvõnkumisteks? Laengu, voolutugevuse või pinge perioodilisi muutusi elektriahelas Nimeta elektromagnetvõnkumiste liigid ja iseloomusta neid EL.MAG. VABAVÕNKUMISED võnkeamplituud väheneb, sumbuv võnkumine, energiat ei täiendata EL. MAG. SUNDVÕNKUMISED võnkeamplituud ei muutu, sumbumatu võnkumine, energiat antakse juurde, vahelduvvoolu genetraator ja võnkering Miks peab metallkorpusega elektriseadmeid maandama? Et faasijuhtme vigastused poleks eluohtlikud ning faasijuhtme ja metallkorpuse vahel võib tekkida lühis Mida nimetatakse vahelduvvooluks? Elektrivoolu, mille korral voolutugevus ja suund perioodiliselt muutuvad. Muutuvad ka pinge ja elektromotoorjõud Millise sagedusega vahelduvvoolu meil kasutatakse? Sagedusega 50Hz 50 võnget sekundis Millest koosneb lihtsaim võnkering? Milleks teda kasutatakse
vooluallikana, mis pidurdab väljastpoolt peale sunnitavat voolu muutumist. 9. Mis on aktiivvõimsus ja kuidas seda välja arvutada? Aktiivvõimsus on elektriseadme keskmine võimsus, mis näitab kui palju tööd tehakse keskmiselt ajaühikus. 10.Mis on trafo ja kirjelda selle ehitust, kus kasutatakse ja miks? Trafo on seade pinge ja voolutugevuse muutmiseks konstantsel sagedusel. Trafosid kasutatakse elektrienergia ülekandel. 11. Mis on võnkering ja kirjelda seal toimuvat? Võnkeringiks nimetatakse süsteeme, kus võngesagedus on määratud. Võnkering sisaldab alati induktiivpooli ja kondensaatorit. Et võnkering tööle hakkaks tuleb kondensaator laadida alalisvool allika abil. Peale seda vooluallikas ühendatakse võnkeringist lahti. Kogu võnkeringi energia moodustub kondensaatoris olevast elektriväljaenergiast. Kondensaator hakkab ümber laadima läbi induktiivpooli. Kui voolutugevus on maksimaalne, siis kogu energia on üle
n1 Keerdude arv primaarmähises Näide 3 Kui suur on ülekandearv trafol, mida kasutatakse näites 2? Mitu keerdu peaks olema sekundaarmähises, kui primaarmähises on 200 keerdu? U1 =11000V U1 n1 = = k U2 =220000V U2 n2 k = P2 Trafo kasutegur = Trafo kasutegur P1 Võnkering · Võnkering koosneb omavahel ühendatud kondensaatorist ja poolist. · Võnkeringis muundub kondensaatori elektrivälja energia perioodiliselt pooli magnetvälja energiaks ja vastupidi. · Võnkering on süsteem, mis tekitab muutuva voolu, mille sagedus on määratud võnkeringi moodustavate kehade omadustega. Võnkering Võnkeringis toimuvate C L elektromagnetvõnkumiste perioodi määrab Thomsoni valem T =2 LC William Thomson (Lord Kelvin)
kirjeldamisel on lähedane massi omale mehaanikas. Mõlemad iseloomustavad mingi keha inertsust. [ L] SI = 1H (henri). 1 H on sellise juhi induktiivsus, milles voolutugevuse muutumine kiirusega 1 amper 1 sekundis põhjustab eneseinduktsiooni 1V 1 s 1Wb 1H = = elektromotoorjõu 1 V. 1A 1A . 2. Võnkering Võnkering on lihtsaim süsteem, milles võib tekkida elektromagnetiline vabavõnkumine. Koosneb kondensaatorist ja selle katetega ühendatud induktiivpoolist. 3. Võnkeringi ülesanded. Sageduse ja perioodi seos. Thomsoni valem T = 2 L C T-periood( s-sekund) L-induktiivsus(H-henri) C-mahtuvus(F-farad) f-sagedus(Hz-herts)
pinge (220V). Reeglina muutub ka voolusuund. Vahelduvvoolu tekkeks on vaja vahelduvvoolu generaatorit ning graafikuks on siinusfunktsiooni graafik. Nt. T= (voolutugevuse mistahes väärtus kordub iga 0,02 s ehk 20ms järel) 8. 9. Elektromagneetiline võnkumine on laengu, voolutugevuse ja pinge perioodiline muutumine. Kui elektriväli ja magnetväli samaaegselt perioodiliselt muutuvad nimetatakse seda elektromagnetvõnkumiseks ning seda tekitab võnkering. 10. Võnkering on kondensaatorit (C) ja induktiivpooli (L) sisaldav vooluring, kus tekitatakse elektromagnetvõnkumine. (kasut. raadiosagedusliku 30kHz-300MHz filtrina) Võnkeringis muundub kondensaatori energia perioodiliselt pooli magnetvälja energiaks ja vastupidi. 11. Thomsoni valem ütleb, et võnkeperiood on võrdeline ruutjuurega induktiivsusest ja mahtuvusest. Sellega saab arvutada perioodi või sagedust. T= 2 T[S]-periood L[H]- induktiivsus
Võnkering Teooria: Võnkering Koosneb kondensaatorist ja poolist. Kasutatakse elektromagnet lainete tekitamiseks ja raadio vastuvõtjates. Elektromagnetvõnkumiste periood võnkeringis Leitakse Thomsoni valemiga. Maksimaalne voolutugevus Kondensaator on tühi. Võnkumiste sumbumine Kondensaatori elektrivälja energia muutub voolu magnetvälja energiaks ja vastupidi. Toimub tänu takistile. Valemid: Kondensaatori energia Wp=C*U2/2 Pooli energia Wm=L*I2/2 Periood võnkeringis T=2L*C Sagedus võnkeringis F=1/T L*w=1/C*w Transformaator Teooria: Transformaator Seade vahelduvpinge ja voolutugevuse muutmiseks konstantsel sagedusel. Koosneb vähemalt kahest juhtmepoolist ehk mähisest, mis on keritud ühtsele raudplekilehtedest koostatud südamele. Lehed on pöörisvoolu vältimiseks. Kasutatakse auto süütepoolis ning elekrienerg...
Töö tehtud: 19.märts 2012 Aruanne esitatud: märts 2012 Aruanne tagastatud Aruanne kaitstud ...................................... (juhendaja allkiri) Töö eesmärk: Lihtsa selektiivvõimendi ehituse, koostamise ja tööpõhimõttega tutvumine. Skeemi tööreziim, selle arvutamine. Skeemi montaaz makettplaadil, parameetrid ja nende mõõtmine. Võnkering, selle parameetrid ja kasutamine. Võnkeringi sidestamine ja koormuse mõju võimendi selektiivsusele. Kasutatavad seadmed: · Ostsilloskoobi mooduliga PicoScope 2205 varustatud personaalarvuti · Toiteplokk EP-603 · Montaaziplaat, transistor (BC547B), takistid, kondensaatorid, induktiivpool · Ühendus- ja montaazijuhtmed · Tööriistad Töö käik 1. Koostatud võimendi skeem Joonis 1
sagedusega võnkumise korral antenn praktiliselt elektromagnetlaineid ei kiirga. Kandesagedusgeneraatoris tekib kõrgsagedusvool. Amplituudmodulatsiooni korral liidetakse modulaatoris mikrofoniringis tekkinud helisagedusvõnkumised kandesagedusgeneraatoris saadud kõrgsagedusvõnkumistega. Moduleeritud kõrgsagedusvool võimendatakse ja juhitakse antenni, mis kiirgab elektromagnetlaineid. (j5) Elektromagnetlained jõuavad vastuvõtja antenni ja tekitavad selles kõrgsagedusvoolud. Võnkering erakdab neist ühe sagedusega voolu. Seda moduleeritud kõrgsagedusvoolu võimendatakse. Detektoris eraldatakse kõrgsagesudvoolust madalsagedusvool, mida võimendatakse. Valjuhääldi membraan hakkab võnkuma madalsagedusvoolu taktis ja tekitab ruumis helilained. Infra- ja ultravalgus. Valgusest suurema lainepikkusega elektromagnetlaineid kutsutakse infrapunaseks kiirguseks ehk infravalguseks. Infravalgust kiirgavad kõik soojad või kuumad kehad. Infravalgusega on seotud ka kasvuhooneefekt
muutumisi. Elektromagent võnkumisi liigitatakse 1) vabad elektromagnet võmkumised need tekivad kondensaatori tühjenemisel läbi mähise kui kondensaator on eelnevalt laetud 2)Sunnitud elektromagnet võnkumised need tekivad vooluringis välise perioodilise emj mõjul 3) elektromagneetilised ise võnkumised need eksisteerivad süsteemi sisese energia allika arvel. Vabad elektromagnet võnkumised.Lihtasaim süsteem milles võivad tekkida vabad elektromagnet võnkumised on võnkering. Võnkering on kondensaatorist ja mähisest koosnev süsteem. Kui võnkeringi kondensaator laadida ja see järel ühendada mähisega tekivad elektri- ja magnetvälja perioodilised muutumised st. elektromagnet võnkumised. Kondensaatorile antud energia on koondunud kondensaatori kattete vahele elektrivälja energiana C*U2/2. Kuna kondensaatori ühel kattel on elektronide puudujääk teisel, aga ülejääk hakkavad nad ühelt kattelt teisele liikuma ja tekib elektrivool. Voolu kasv on aegalne induksiioni
10.Mida näitab vahelduvvoolu võimsus? +valem Elektrivoolu poolt tehtud tööd ehk tarbitud elektrienergia hulka N=UIcos , U-pinge , I- voolutugevus , cos- võimsustegur 11.Mis on ja kus kasutatakse trafot? Miks? On seade vahelduva pinge ja voolutugevuse muutmiseks konstantsel sagedusel. Trafosid sisaldavad ka majapidamises kasutatavad elektriseadmed, mis vajavad tööks madalamat või kohati kõrgemat pinget kui 220V. 12.Mis on võnkering? Kirjelda seal toimuvat. Võnkering sisaldab alati induktiivpooli ja kondensaatorit. Et võnkeringis tekitada vahelduvvool tuleb kondensaator laadida alalisvoolu allika abil. Kondensaator omandab elektrivälja energia, kui kondensaator on laetud ühendatakse pooliga mille tulemusena hakkab kondensaator läbi pooli tühjenema. 13.Mis on omavõnkesagedus? Kuidas seda arvutatakse? +valem 1 0 =
Elektoromagnetvõnkumine-on magnet ja elktrivälja perioodiline muutumine.Võnkering-koosneb induktiivsusepoolist ja kondesatoristVõnke teke-peab süsteemi välja viima tasakaalu asendistVõnkeringi kasutakse- elktromagnetvõnkumiste saamiseksVõngumist iseloomustab- sagedus(täisvõnkete arv ajaühikus)ja periood(on aeg mis kuulub täisvõnkete tegemiseks)Ringsagedus-on ajaühikus põõratud nurgasuurusVabavõnkumine-on võnkumine mis toimub süsteemi sisseste jõudude mõjulSuundvõnkumine-on võnkumine mis toimub välisjõudude mõjul Isevõnkumine-on
raudsüdamik. Töö põhineb EMI nähtusel, kuna prim.pooli läbib vahelduvvool, tekitab see muutuva mag.välja, mis indutseerib EMI sek.poolis (ka prim.poolis esineb takistav EMI nähtus). Kehtib seos: U 1/U2=n1/n2=k (ülekandearv) k<1 U tõstev, k>1 U madaldav (PU 1>U2). Raudplekkidest südamik on vajalik mag.voo tugevdamiseks. Plekid on üksteisest eraldatud, et suurendada südamiku takistust, muidu tekiksid südamikus tugevad pöörisvoolud. Võnkering vooluring, mis sisaldab kond. jajuhtmepooli. W e=CU2/2, Wm=LI2/2 1) elektromag.võnkumiste käigus muundub laetud kond. el.välja energia voolu mag.välja energiaks poolis (EMI tõttu saavutab I max teatud aja möödudes), selleks kulub 1/4T, seejärel toimub vastupidine protsess 2) ideaalses võnkerin. sumbumatu: W=We+ Wm=CU2/2+LI2/2=const 3) toimuvad muundumised on perioodilised, sukbumise puudumisel omavõnkeperioodi määratud Thomsoni valem: T=2LC. 3
2. T=t/N 3. f=1/T 4. w=2 π f 5. I=Im/√2 6. U=Um/√2 7. R=U/I 8. Pinge võrrand: u = Um cos wt 9. Voolutugevuse võrrand: i = Im sin wt 10. Laengu võrrand q = qm cos wt 11. Induktiivtakistus Rl = Lw 12. Mahtuvustakistus Rc = 1/ Cw 13. T=2 π√l/g 14. T=2 π√m/k 15. .....on laengu (q), voolutugevuse (I) ja pinge (U) perioodilised muutumised. 1. Vooluring, mille abil tekitatakse elektromagnetvõnkumisi on võnkering. Võnkeringi koostisosad on kondensaator ja pool. Kondensaatorit iseloomustav suurus on elektrimahtuvus C, ühikuks farad (F) ja pooli iseloomustav suurus on induktiivsus L, ühikuks henri (H). 2. Elektromagnetvõnkumiste perioodi saab arvutada valemist, mida nimetatakse Thompsoni võrrandiks. 3. Voolutugevusel ja pingel on erinevad väärtused - hetkväärtus (suvalisel hetkel mõõdetud), efektiivväärtus (I) (nn keskmine väärtus) ja amplituudväärtus (maksimaalne väärtus). 4
Elektromagnetvõnkumised 1. Milleks on võnkeringi vaja? Et tekitada suure sagedusega elektromagnetvõnkumisi. Võnkering tekib kõrgsagedusel, on vajalik energia muundamiseks. 2. Thomsoni valem Määrab kindlaks võnkeringi omavõnkesageduse sõltuvuse mahtuvusest ja induktiivsusest. 3. Millest sõltub periood? Võnkeringi induktiivusest L ja kondensaatori mahtuvusest C. 4. Lainepikkus, periood, sagedus Elektromagnetlainete toime sõltub lainete sagedusest f või lainepikkusest λ. 5. Elektromagnetlainete skaala 6. Kuidas raadiolaineid liigitatakse?
KORDAMISKÜSIMUSED 1. Mille tekitab liikuv osake ja mille paigal seisev osake? Liikuv osake: ¤ magnetvälja Paigal seisev: ¤ elektrivälja ¤ elektrivälja 2. Mida nim. püsimagnetiks? Püsimagnetiks nim. keha, mida ümbritseb alati elektriväli. 3. Valem: jõu arvutamiseks kahe vooluga juhtme vahel. F= K----- K- konstant; l- pikkus; d- juhtmete vaheline kaugus; K= ------ I- voolutugevus; 4. Ampere seadus. F= BIlsin B-magnetvälja induktsioon; I- voolutugevus; l- pikkus; sin- magnetvälja induktsiooni ja voolutugevuse vaheline nurk 5. Vasakukäereegel. Pöial näitab jõu suunda(F) Väljasirutatud näpud näitavad voolusuunda. 6. Lorenzi jõud. Mõjutab alati liikuvat laetud osakest. Kehtib ainult positiivse jõu kohta. F = Bqvsin B- magnetvälja induktsioon; q- laeng; v- kiirus 7. Paremakäereegel. Näpud näitavad magnetvälja suunda. Pöial näitab voolusu...
tähega ´lambda´ (). Lainepikkuse seos sagedusega Lainepikkus on pöördvõrdeline sagedusega , laineharjade arvuga, mis läbib mingit ruumipunkti ajaühikus. Suhe väljendub järgmiselt: Heinrich Rudolf Hertz Heinrich Rudolf Hertz oli saksa füüsik Esimene füüsik, kes tuli toime elektromagnetlainete tekitamisega, registreerimisega Elektromagnetlainete tekitamine Elektromagnetvõnkumise tekitamiseks on vajalik suletud võnkering Ruumis lainena leviva võnkumise saamiseks tuleb kasutada avatud võnkeringi Elektromagnetlainete tekkimist nim ka nende kiirgumiseks Hertzi vibraator Hertzi vibraator. Kahe metallvarda kõrge pingega laadimisel tekib varraste otste vahele sädelahendus, sest vardad toimivad kondensaatori plaatidena. Säde aga tekitab EMlaine ja kui sinna suunata teine metallvarraste paar, siis tekkis ka seal varraste otste vahele säde, kuigi seal pinget muidu pole.
pikkuse ja sageduse korrutisega: c=landbaf. §33. Elektromagnetlainete kiirgamine Intentiivsete elektromagnetlainete tekitamiseks on tarvis küllalt suure sagedusega elektromagnetvõnkumisi. Elektriväljatugevus E ja magnetinduktsioon B hakkavad sel juhul kiiresti muutuma. Võnkeringi võnkesagedus omega0 = 1/ruutjuur LC on seda suurem, mida väiksemad on võnkeringi induktiivsus L ja mahtuvus C. Sel viisil on võimalik tekitada kõrgsagedus võnkumisi. Tavaline võnkering kujutab endast peaaegu suletud võnkeringi, mis kiirgab elektromagnetlaineid väga nõrgalt. Saksa füüsik H. Hertz arvas, et ruumis lainena leviva võnkumise saamiseks tuleb kasutada avatud võnkeringi, mille korral elektromagnetväli ei jää enam võnkeringi detailide sisemusse. H. Hertz kasutas elektrimagnetlainete saamiseks seadet, mida praegu nimetatakse Hertzi vibraatoriks, see seade kujutab endast avatud võnkeringi. Avatud võnkeringile
................................................ (juhendaja allkiri) Sissejuhatus Lihtsa selektiivvõimendi ehituse, koostamise ja tööpõhimõttega tutvumine. Resonantsvõimendi amplituud- sageduskarakteristiku mõõtmine. Kasutatavad seadmed: 1. Signaaligeneraator HP 33120 A 2. Digitaalostsilloskoop HP 54602B 3. Toiteplokk 65-44 4. Multimeeter M-830BZ 5. Montaaziplaat, transistor, takistid, kondensaatorid, harundiga võnkering 6. Ühendus- ja montaazijuhtmed 7. Tööriistad Töö käik: Koostatud võimendi skeem koos arvutatud väärtustega: Joon. 1Ühise emitteriga lülituses resonantsvõimendi põhimõtteskeem R1 = 39,5 k E = 8V R2 = 15 k U E =1,5 V R3 = 500 I K = 0,003 A C1= 39 nF U BE0 ~ 0,7V C2= 39 nF U E =7 V C3= 39 nF 1) Resonantssagedus
VIII ELEKTROMAGNETVÕNKUMISED. ELEKTROMAGNETLAINED. 1. Elektromagnetvõnkumised a) Mõiste: emv-ks nimetatakse laengu, voolutugevuse ja pinge perioodilist muutumist Elektromagnetvõnkumised jagunevad: Vabad elektromagnetvõnkumised Sunnitud magnetvõnkumised b) Võnkering süsteem, milles toimuvad vabad emv. Koosneb poolist ja kondensaatorist. Võnkeringi joonis. C kondensaatori mahtuvus L pooli induktiivsus c) Thomsoni valem - saab arvutada võnkumiste perioodi võnkeringis. T= T- võnkumiste periood [s] ; L- induktiivsus [H] ; C- mahtuvus [F] d) Vahelduvvool sunnitud emv, mille puhul voolutugevus muutub ajas harmooniliselt. Vahelduvvoolu
Tulemustest on näha peaaegu täpne siinuse kujuline signaal, mille sageduseks on 121,6MHz ja amplituudiks 60mV. 4.3 Elektriskeemi seletus RF segaja skeem koosneb 10st erinevast komponendist, mis kõik on vajalikud, et seade hakkaks tööle. Reguleeritav kondensaator C4 ja pool L1 moodustavad võnkeringi, mis toodab kõrgsagedus signaali. Kondensaator C4 on reguleeritav, seda muutes on võimalik saada väljundsignaalile erinevaid sagedusi. Kui Q1 töötab, siis võnkering alustab tegevust ja annab välja VHF signaali. Võnkering kontrollib saadetavat sagedust, mida edastatakse kindla pingega otsilloskoopi. 10 Takistid R1 ja R2 aitavad tagada vajalikke tingimusi skeemi kriitilstes punktides. R1 suurus peab olema valitud nii, et ta ei takistaks voolu minekut transistorisse. R3 on selleks, et piirata emitteri voolu vooluringis.
1)Mis on elektromagnetvõnkumised(EMV)?- ...elektri või magnetvälja perioodilised muutused (st laengu, voolutugevuse või pinge perioodilised muutused). 2)Mille poolest erineb vabad ja sunnitud elektromagnetvõnkumised?- Vabad EMV tekivad kondensaatori tühjenemisel läbi pooli, kui kondensaator on eelnevalt laetud;sunnitud EMV tekivad välise perioodilise EMJ abil (näiteks vaheldub vool, mille suud ja suurus perioodiliselt muutub). 3)VÕNKERING-kondensaatorist ja poolist koosnev süsteem. 1 - (induktiiv)pool; 2 - kondensaator 4)Mis on vahelduvvoolu tugevuse ja pinge effektiivväärtus?- Vahelduvvool- I= Pinge: U= I0, U0 - amplituut(maximum)väärtus 5)Thomsoni valemI- T=2 |()2 => T2=4 ; T= T-periood (s) L- induktiivsus (H) C-mahtuvus (F-farad) 6)Induktiivtakistus (RL võib ka XL)- takistus, mida vahelduvvoolu ahel omab induktiivsuse olemasolu tõttu. RL=L=2fL (omega) -ringisagedus ...
madalpingejaotusvõrkude abil. Elektrijaamades toodetud elektrienergiat ei saa suurtes kogustes salvestada, vaid tuleb kasutada otsekohe peale saamist, seepärast on vaja elektrienergiat üle kanda ka suurte kauguste taha. Elektrienergia transportimise oluliseks probleemiks on võrkude energiakaod. Kuna ülekandekaod on väiksemad kõrgemate pingete kasutamisel, siis kasutatakse transpordiks kõrget pinget, mida tarbija poole järjest alandatakse. Võnkering on lihtsaim süsteem, milles võib tekkida elektromagnetiline vabavõnkumine. Võnkering koosneb kondensaatorist ja selle katetega ühendatud induktiivpoolist. Üldjuhul esinevad võnkeringis energia kaod: soojuslikud kaod voolu tõttu, elektrivälja hajumine kondensaatori plaatide vahelt, magnetvälja hajumine poolist. Vaba elektromagnetvõnkumine: on energia kadude tõttu võnkeringis sumbuvad. Thomsoni valemi kohaselt on võnkeperiood võrdeline ruutjuurega induktiivsusest ja mahtuvusest
energiaks.vahelduvvoolu tekitamise seade.pöörlev osa-rootor,paigalseisev-staator. Faasipinge-mähise ühendamata otstel abc neutraalpunkti suhtes esinevat pinget nim faasip(hetkväärtus uf)trafo-seadis,mis võimaldab teatud pingega vahelduvvoolu muundada teistsuguse pingega vahelduvvooluks samal sagedusel. Mähist millese suunatakse elektrivool nim primaarmähiseks. Mähist mis on ühendatud voolutarvititega nim sekundaarmäh. Võnkering-süsteem mis tekitab muutuva voolu mille sagedus on määratud võnkeringi moodustavate kehade omadustega. Elektromagnetväli-elektroagnetilist vastastikmõju vahendab väli, mille piirjuhtudeks on elektriväli ja magnetväli. Muutuvate magnet-ja elektriväljade levimisprotsess ruumis on elektromagnetlaine, tekivad elektrilaengute kiirendusega liikumisel.
elektronmagnetvälja energiaks. Sisaldab magnetvälja tekitavat seadet ja juhtmemähist. 9. Vahelduvvoolu transport. Trafo tööpõhimõte. Trafo on seade pinge ja voolutugevuse muutmiseks püsival sagedusel. Koosneb kahest mähisest, mis keritud ühisele südamikule. 10. Vahelduvvoolu võrk kodus. Voolukaitsmed. Faasi- ja nulljuhe. Kaitsemaandus 11. Resonants-nähtus, mille korral võnkumise ampiltuud kasvab järsult Võnkering on lihtsaim süsteem, milles võib tekkida elektromagneetiline vabavõnkumine. Võnekring koosneb kondensaatorist ja selle katetega ühendatud induktiivpoolist.
Alalisvoolu korral vool kond. Ei läbi Vahelduvvoolu korral osutub nagu vahelduvvool läbiks kondendaatorit. PÕHJUS: pidev kond, laadimine ja tühjenemine mille tulemusena vool n.ö säilib. Kuna kond. Laadimiseks ja ümberlaadimiseks kulub teatud energia miis ta nagu avaldab takistavat mõju voolule Tähis: Xc. Valem: Xc=1/2fc mõõtüh- kehtib ohmi seadus I=U/X C Võnkering koosneb kondensaatorist ja poolist. 1.etapp :Laeme kondensaatori. 2etapp Kuna kondensaatoril on läbi pooli otseühenduses(lühises) siis ta hakkab kohe tühjenema 3.etapp: Kuna poolil suur indektiivsus ning läbiv vool järjest väheneb siis tekib poolis eneseinduksiooni vool, mille suund vastupidine teda tekitavale voolule 4.etapp: eneseinduktsiooni voolu abil laetakse kondensaator uuesti aga nõõd vastupidiselt ja kõik hakkab korduma Thomsoni valem T= 2L*C T-
See on harmooniline võnkumine. Saamine põhineb elektromag indukts nähtusel. (metalljuhis toimub elektronide võnkumine tasakaaluasendi ümber.) Vahelduvvoolu voolutugevuse efektiivväärtuseks nim niisugust alalisvoolu, mis eraldab antud takistusel 1 Im I= perioodi jooksul sama suuruse soojushulga nagu antud vahelduvvoolgi. 2 Võnkering on elektriahel, milles tekivad elektromagnetvõnkumised; koosneb kondekast ja induktiiv- poolist.
Mahtuvustakistus Xc = 1 / wC avaldab vahelduvvoolule kondensaator, mille mahtuvus on C. Külmik, pesumasin, tolmuimeja Näivtakistus ehk impedants Z on vahelduvvoolu takistus , mis arvestab aktiivtakistust R ja induktiiv Xl ning mahtuvustakistuse Xc vahet Trafo on seade vahelduva pinge ja voolutugevuse muutumiseks konstantsel sagedusel. Koosneb primaar ja sekundaarmähisest, mis paiknevad ühisel kinnisel raudsüdamikul. Võnkering on kondensaatori ja induktiivpooli sisaldav vooluring, milles kondensaatori elektrivälja energia ja pooli magnetvälja energia muunduvad perioodiluselt teineteiseks. Võnkeringis toimuvate elektromagnetvõnkumiste omavõnkeperioodi määrab Thomsoni valem T= 2pii ruutjuur LC, milles L on võnkeringi induktiivsus ja C mahtuvus.
................ (kuupäev) ...................................... (juhendaja allkiri) Tallinn 2011 1. Töö eesmärk: Lihtsa selektiivvõimendi ehituse, koostamise ja tööpõhimõttega tutvumine. Skeemi tööreziim, selle arvutamine. Skeemi montaaz makettplaadil, parameetrid ja nende mõõtmine. Võnkering, selle parameetrid ja kasutamine. Võnkeringi sidestamine ja koormuse mõju võimendi selektiivsusele. 2. Kasutatavad seadmed: 1. Ostsilloskoobi mooduliga PicoScope 2205 varustatud personaalarvuti. 2. Toiteplokk EP-603 3. Montaaziplaat, transistor (BC547B), takistid, kondensaatorid, induktiivpool 4. Ühendus- ja montaazijuhtmed 5. Tööriistad 3. Arvutuste lähteandmed E, UE0 ja IK0. E=10V UE0=2V IK0=1mA 4. Koostatud võimendi skeem koos elementide RB1, RB2, RE,
Elektromagnetlaine Hertzi avatud võnkering. Kõik elektomagnetlained levivad kiirusega: D=3x10(astmel 8) m/s (Valguse liikumine) Elektromagnetlaine on ristlaine. Elektromagnetväljad jaotatakse sageduse järgi. 440Hz ajaühikus tehtav võngete arv. Sagedus-f Lainepikkus l (lambda) naaber- Laineharjade vahekaugus. Ühik 1m Laineliikumise kiirus C=lxf Helilainet annab edasi õhus olevad molekulid, mis pannakse võnkuma. Merelaine levib vee ja õhu olemasolul, mis paneb vee liikuma.
1. Laengu, voolutug ja pinge perioodilisi muutumisi nim elektromag.võnkumisteks(nt.vahelduvvool).Kõige lihtsam on tekitada el.mag. võnkumisi kasutades võnkeringi. 2. Võnkering on lihtsaim süsteem, milles võib tekkida elektromagnetiline vabavõnkumine. Koosneb omavahel ühendatud kondensaatorist ja induktiivpoolist.+skeem 3. Võnkumised võnkeringis: I-kuna kondensaatori plaadid on otseühenduses läbi pooli, algab kondendaatori tühjenemine. II-kuna tühjenemisvool muutub ajas, siis tekib poolis, millel on suur induktiivsus, eneseind.vool, mis püüab tühjenemist takistada. III-eneseind.vool laeb kondensaatori, nüüd aga vastupidiselt
=- t Endainduktsiooni nähtus nähtus, mis seisneb induktsiooni elektromotoorjõu tekkimises juhis selles juhis esineva elektrivoolu tugevuse muutumise tõttu. Juhi induktiivsus Lnäitab, kui suur endainduktsiooni elektromotoorjõud tekib selles juhis voolutugevuse ühikulise muutumisel ajaühiku jooksul: e ühik: üks henri (1H) L= I t 1V 1s 1Wb 1H = = 1A 1A Võnkering elektrodünaamika idealiseeritud objekt, elektrimahtuvust ja induktiivsust sisaldav kinnine kontuur. Võnkering koosneb omavahel ühendatud poolist ja kondensaatorist. Thompsoni valem T = 2 LC T periood L induktiivsus C - mahtuvus Vahelduvvool elektrivool, mille korral voolutugevus perioodiliselt muutub. 1 1 T= = = 0,02 s = 20ms f 50 Hz OPTIKA LAINEOPTIKA
reaalselt arendab.võimsus on maksimaalne, kui pinge ja voolutugevus on samas faasis (=0 ja cos=1).Pingeresonants-See on nähtus, mille korral pinge või voolutugevuse võnkumise amplituud kasvab järsult, ehk väline pinge toimib omavõnkumisega samas taktis. Resonantsi korral muutub voolutugevuse ja pinge faaside vahe nulliks.pingelangud induktiivpoolil ja kondekal on amplituudilt võrdsed, kuid vastasfaasides Elektromagnetvõnkumine ja laine Võnkering-on vooluring,mis sisaldab kondekat ja juhtmepooli.Vaba elektromag- netvõnkuminekui kondekas hakkab tühjenema ja tekitab induct.poolis muutuva voolu.kui kondekas on tühjenenud siis vool ei lakka, vaid laadub kondekas uuesti, kuid vastupidiselt eelnevaga. Tekib elekmag.vabavõnkumine, mis on sumbuv ja harmooniline.Selle period T=2LC, kus L=võnkeringi induktiivsus.(st Thompsoni valem) Elektromagnetiline isevõnkumine- Võib tekkida võnkeringis,kuhu antakse
omadustest. Muutuva MV-i poolt tekitatud emj nim. Induktsiooni elektromotoorjõuks ja tähistatakse Ei (V) EMI-seadus: Kontuuris tekkiv Ei on võrdeline selle kontuuri pinda läbiva magnetvoo muutumise kiirusega Kui muutuv magnetvoog läbib n keeruga mähist,siis on ka tekkiv emj n korda suurem Induktsiooni emj tekib ka sirgjuhis,mis liigub MV-s Vabad elektomagnetvõnkumised (EMV) EMV nim elektrivälja ja magnetvälja perioodilisi muutusi. Vabad EMV tekivad võnkeringis Võnkering koosneb poolist ja kondensaatorist Kondensaatorit iseloomustab mahtuvus c(F) Pooli iseloomustab tema induktiivsus L(H) Kui kondensaator laadida ja lüliti sulgeda,siis hakkavad elektronid liikuma läbi pooli ühelt kondensaatori plaadilt teisele Tänu pooli induktiivsusele kulub aega voolu kasvatamiseks. Voolutugevus poolis saavutab max väärtuse alles siis, kui kondensaator on juba tühjenenud. Endainduktsiooni tõttu kestab vool poolis mõnda aega edasi ja
Füüsika Võnkering- vabade elektromagnet võnkumiste tekitaja. mis koosneb induktiivpoolist(vanemates õpikutes nimetatakse ka induktsioonpool) ja kondensaatorist ja neid ühendavatest juhtmetest. Võnkumisi iseloomustavad suurused magnetvälja energia, elektrivälja energia, kondensaatori mahtuvus, induktiivsus. Võnkumiste tekitamiseks lülitatakse võnkeringi kondensaatori külge korraks ka alalisvooluallikas. Analoogiline süsteem on mehaanikas vedrupendel, kus võnkumiste
ümbritsevas keskkonnas ( näiteks on veel soojuskiirgus, nähtav valgus ja röntgenkiired ). Saateantennini juhitud kõrgsagedusvoolu poolt ruumis tekitatavad raadiolained lõikavad omal levikul vastuvõtuantenni ja indutseerivad selles elektromotoorjõu. Kuna aga üheaegselt tegutseb maailmas väga suur arv raadiosaatjaid, siis peab iga vastuvõtja sisaldama seadist, mis võimaldaks eraldada kõigist antenni saabuvatest signaalidest vajalikke. Antud ülesannet täidab võnkering. Pakettkommutatsioon jaguneb kaheks: Pakettkommutatsiooniga andmeedastusprotokollide puhul jaotatakse sõnumid pakettideks, iga pakett edastatakse eraldi ja eri paketid võivad minna sihtpunktini erinevaid teid mööda. Kui kõik sõnumit moodustavad paketid on pärale jõudnud, koostatakse neist uuesti esialgne sõnum. 1)Ahelkommutatsioon: Ahelkommutatsioon jaguneb kolme etappi: a) ahela loomine (pöördutakse lähima
elektromagnetlained meid ümbritsevas keskkonnas ( näiteks on veel soojuskiirgus, nähtav valgus ja röntgenkiired ). Saateantennini juhitud kõrgsagedusvoolu poolt ruumis tekitatavad raadiolained lõikavad omal levikul vastuvõtuantenni ja indutseerivad selles elektromotoorjõu. Kuna aga üheaegselt tegutseb maailmas väga suur arv raadiosaatjaid, siis peab iga vastuvõtja sisaldama seadist, mis võimaldaks eraldada kõigist antenni saabuvatest signaalidest vajalikke. Antud ülesannet täidab võnkering. 3. AHEL- JA PAKETTKOMMUTATSIOON Ahelkommutatsioon erineb pakettkommutatsioonist sellepoolest, et seal ei liigu andmed pakkettidena iga üks sealt, kus see parasjagu paremini läbi saab, vaid ahelkommutatsiooni korral luuakse üks kindel liin, mida pidi informatsioon liigub. Kindel liin on kogu ühenduse vältel hõivatud, millele teised ligi ei pääse. Ahelkommutatsioon jaguneb kolme etappi: a) ahela loomine (pöördutakse lähima sõlme
4 võimendit ühises korpuses. Tüüpilised parameetrid on: A.Transiit sagedus- kuni 3 MHz. B.Nihkepinge-kuni 10mmV. C.Toitepinge- kuni 20V. 2.Täppis Op võimendid- leiavad kasutamist mõõte võimendites, eriti alalispingete võimendamisel. Neil Kuna kvartskristalli tuleb vaadelda võnkeringina, siis saab kasutada LC-generaatori lülitusi, kus on suur võimendus tegur kuni 30*106 ja väike nihke pinge 10-100mikroV. võnkering on asendatud kvartsiga. Seejuures võib kasutada nii järjestik kui paraleel resonantsi. 3.Lairibalised Op võimendid- Neile on omane suur väljund pinge kasvu kiirus. Mis ulatub kuni 6000V Võnkeringi (ka kvartsi) võib lülitada ka tagasiside ahelasse, seljuhul tekkib selektiivne tagasiside. Mis mikrosekundi kohta. Kasutatakse kiirete komparaatoritena. toimib ainult resonants sagedusel
annaabi.ee 
