Füüsika [elekter]

[katkine5]

Tekkis siis mõte teha selline teema, kus saab küsida elektriõpetuse kohta küsimusi.

Alustan siis sellise küsimusega:

Miks vahelduvvoolus voolu suund ja tugevus vahelduvad, miks on see vajalik ning mille poolest veel see alalisvoolust erineb? (lugesin füüsika õpikut ja seal rääkis ainult sellest ühest erinevusest.)

Võiks ka 1 reegli lisada: Koduse tööde vastuseid mitte küsida. Võib aga küsida, kuidas midagi teha, mis toimub, mida mis tähendab jne.
(pm mulle, kui vaja reeglit lisada :D)

[virx]

Lühike vastus oleks, et vahelduvvoolu on lihtsam tekitada, muundada ja kasutada. Soovitan uurida 3-faasilise mootori ja trafo ehitust, tööpõhimõtet ja kasutamisvõimalusi. Kogu elektri teemat ei hakka keegi sulle siin lahti seletama ja osaliselt seletades tekib sul veel rohkem küsimusi, nagu näiteks, miks on just 3 faasi kõige parem ja siis mis üldse tähendab faas?
Samas, kogu elektri kohta detailne arutelu ei ole üldse halb mõte ja on hariv nii kirjutajale kui lugejale. Ise kahjuks ei viitsi rohkem trükkida praegu.

[KaruTEC]

Pikalt praegu ei kirjuta, kuid 3 faasilise süsteemi korral on takistusliku koormuse korral koormus pidev (ühtlane)

Eks arvuta ise: sin2(0+fi)+sin2(120'+fi)+sin2(240'+fi) sin2 on siinus ruudus.
fi ehk nihe taandub välja, U jätsin kah välja kuna tipuvõimsus on konstantne.
Trigonomeetria.

[felch]

Alalisvool ei erinegi vahelduvast muu poolest kui et alaline on pidevalt ühe polaarsusega, vahelduval aga + ja - vahelduvad pidevalt. Seinapesas iga 20 ms tagant.
Räägitakse veel pulseerivast alalisvooolust...see on natuke segane asi. Mina ei nimetaks alaliseks pinget, mis (sild-) alaldi väljundis kui konde ära jätta aga mõned jälle nimetavad. Ja tõesti - polaarsus ei muutu, amplituud kõigub aga 0..max.

[katkine5]

Kogu elektrit polegi vaja seletada, sest osa sellest saab füüsika õpikust.

Aitäh vastamast.

Muide, ise käin alles 9. klassis seega trigonomeetriat veel ei oska.

[ReyMan]

Juhid/isolaatorid

Kõik ained koosnevad prootonitest, neutronitest ja elektronidest.Sellest saab kõik alguse.
Mitmetes ainetes on elektronid tihedalt aatomis koos nagu näiteks puit, klaas, plast, keraamika, vill.
Kuna nendes materjalides elektronid oluliselt ei liigu ei juhi nad ka elektrit. Neid materjale nimetatakse isolaatoriteks (dielektrikud).
Enamikes materjalides aga on võimalik elektrone liigutada (vabad elektronid). Neid materjale nimetatakse juhtideks.
Kuna elekter ongi elektronid siis saab elekter liikuda vabalt ainetes kus on küllaldaselt vabu elektrone ehk siis juhtides.



Generaator

Selleks, et elektronid liikuma hakkaks on vaja neid liikuma "suruda". Selleks oleks vaja näiteks generaatorid.
Kuna elekter juhis tekitab juhi ümber magnetvälja toimib see ka vastupidi, magnetväli tekitab juhis elektri.
See ongi generaatori ja elektrimootori tööpõhimõtte alus.
Kujutage ette veepumpa mis pumpab vett torru. Selleks, et kindel hulk veemolekule hakkaks liikuma tuleb avaldada sellele kindel
kogus survet.
8Sama juhtub ka generaatoris. Generaatori magnetväli avaldab juhis olevate vabadele elektronidele "survet" ning need hakkavad liikuma.




Väätrused

Elektri ahelas nimetatakse liikumises olevate elektronide arvu vooluks (A, amprid) ning "surve" mis surub elektrone edasi nimetatakse
pingeks (V, voldid).
1 amper on 6.24 x 10 astmes 18 elektroni sekundis. Lugege üle kui ei usu.




Ahel

Selleks, et tekiks elektriahel peab olema elektri allikas vähemalt kahe erinimelise polaarsusega.
Kuna erinimelised laengud tõmbuvad ning nagu me teame siis elektronid on negatiivse laenguga siis teevad nad nii mõndagi,
et jõuda positiivsele polaarsusele. Näiteks tekitavad elektrimootori mähises magnetvälja mis püsimagneti suhtes tõukub ming mootori
pöörlema paneb. Umbes nagu veejuga liikudes punktist A punkti B võib panna oma teel keerlema vesiveski.
Kuna liikuvatel elektronidel on jõud ("hoog" mille generaator neike andis) suudavad elektronid teha oma teel "tööd".
Näiteks peenest hõõglambi hõõgniidist end läbi pressides see nii kuumaks kütta, et see hakab helendama.




Pinge, Vool, Takistus, Võimsus

Elektronide kogus mis juhis liigub on amprid ning "surve" mis neid liigutab on pinge.
Näiteks kui laes põleb pirn mis 230 voldi juures laseb läbi 1 ampri voolu, tarbib see 230 vatti (W) energiat.
Ehk siis Pinge (V) x Vool (A) = Võimsus (W) ehk siis U x I = P

Takistus (R, mõõdetakse oomides) on tarbia võime takistada elektri liikumist.
Näiteks, kui lasta paagist vett läbi vooliku kindla survega (elektil siis pinge) ja kindlas koguses (elektril vool).
Kui nüüd panna jämedam voolik sama paagi külge ning surve (pinge) jääb samaks siis kasvab vee voolavuse kogus (vool).
Seega kui vähendada takistust kasvab sama pinge korral elektronide hulk mis juhis liiguvad ehk siis voolu tugevus.
Ei oska seda hetkel paremini seletada.

Kõigest eelnevast selgub (kuidagi ikka selgub), et Takistus ® = Pinge (U) x Vool (I)




Alalisvool ja Vahelduvvool
Patareid, akud ja muu taoline elektri allikas on püsiva polaarsusega ning omab pidevalt positiivset ja negatiivset polaarsust.
Seda nimetatakse alalisvooluks (direct current (DC)).
Vahelduvvoolu toodetakse näiteks generaatoriga kus magneti eri poolused mööduvad juhist tekitades selles elektronide "tõuke" ning
teise poolusega see järel "tõmmbe".
Vahelduvvoolu eelsis alalisvoolu ees on see, et vahelduvvoolu pinget on suhteliselt lihtne langetada või tõsta.



Kõrgepinge

Näiteks, kui generaator suudab toota võimsust 1000000 W. Siis selle võimsuse kandmiseks tarbiani on kaks võimalust.
Esiteks 1000000 Amprit ja 1 Volt. Teiseks 1 Amper ja 1000000 Volti.
1000000 Voldi edasi kandmiseks pole vaja jämedat kaablit kuna 1 Ampri juures pole elektronide kogus kaabli ristlõikes
nii suur.
1000000 Voldi juures liigub tohutu kiirusega vähe elektone millede arv on samal ajaühikul võrdne 1000000 Amprise elektronide kogusega
ning 1 Voldise "kiirusega"

Seega säästetakse suurel hulgal raha peenemat kaablit kasutades ning võimsuse kadu mis läheks soojuseks (nagu elektripirnis kus elektronid
endeid läbi pressiks)


Hetkel ei oska paremini seletada.
Parandage mind kui oskate.

[katkine5]

5+ viitsimise eest!

Aga tuli 1 küsimus juurde.

Kui on vaja näiteks 12v vooluallika külge ühendada 20mA 3,0v LED, siis takisti arvutamiseks on valem R=U/I
R peab leidma, aga U saab teada nii: 12V-3V=9V ehk U=9V?
Ja kuidas I saab teada?
Tihti vaja minev asi, alati aidanud LED resistor calculator, aga pole jõudnud ära õppida selle mugavuse pärast.

EDIT: panin vale märgi vahele

[ReyMan]

R = (V1 - V2) / I

V1 on toite pinge
V2 on vajaminev pinge
I on vool amprites (mitte milliamprites)

[felch]

Ohmi seadus: U=I*R. Algselt oli see valesti märgitud.
Järeldus on õige: R=U/I . LEDi puhul: Laseme läbi dioodi 10 mA, I=10mA. LEDi pinge (punane) on 1,6V, toidame 5V-ga: U=5-1,6=3,4V. R=340 oomi. Valime lähima väärtuse: 330 oomi. Vool tuleb tiba suurem.
Generaatori magnetväli ei suru elektrone kuhugi, mõjub ikka elektriväli.
Elektrijuhtivuse määrab aine keelutsooni laius. Siit tuleb mudie huvitaval kombel välja et pooljuht polegi defineeritud ja ka puu võib olla selline (oli teema ühes teises foorumis). Las füüsika õpetaja seletab kui oskab
Muide, vaid väli liigub valguse kiirusega. Elektronid ise on laisad, kuskil 20 m/s kõigest! Ega ei saagi nii kiiresti kimada, neil on mass (kuigi väike). Valguse kiirusega saavad liikuda vaid massita osakesed (footonid nt.).
Mis on väli, seda ma ei tea siiamaani....

[ReyMan]

Tänud paranduse eest.

Pole ma füüsikaõpetaja õnneks kuid üht ja teist on kõrvataha jäänud.
Igasugu väljade ja muu taolisega on üsna raske algajale selgeks teha kuidas asi töötab.
Kui loota agajalt mõista kõike seda väljade ning sinna juba ka cos ja faasinihked jne. juttu siis oleks see sama mis esimeseklassi koolijütsilt nõuda 400 leheküljelist esseed teemal "hüberneeruvate ulukite jõulu ootus".

Kui aga keegi oskab eelnevat kuidagi lihtsamini seletada siis palun tehke seda.
Ehk siis isegi võimalik luua leht kus kõik taolised selgitused koos ning neil kes vähegi huvi võiks oma algtõed sealt ammutada.