Elektrivool. Elektritakistus. Kondensaatorid

Õpikeskkond:	TalTech Moodle
Kursus:	RAA0920 Elektrotehnika ja elektroonika alused (A. Hõbesaar)
Raamat:	Elektrivool. Elektritakistus. Kondensaatorid

Printija:	Külaliskasutaja
Kuupäev:	teisipäev, 3. veebruar 2026, 15.47 PM

Kirjeldus

Raamatu sees on ka videoloengud

Sisukord

1. Pinge
2. Mahtuvus
3. Elektrivool
4. Elektromotoorjõud
5. Takistus
6. Videoloeng

1. Pinge

Pinge - see on potentsiaalide vahe trajektoori alg- ja lõpppunktides: $U = φ_{1} - φ_{2}$

Pinge tähistatakse tähega: U

Mõõtühik: 1 V (volt)

Pinge on arvuliselt võrdne elektrostaatilise välja tööga ühikulise laengu nihutamisel mööda antud välja jõujooni, ehk ühest punktist teise: $U = A / q$ .

Elektrivälja tugevuse ja pinge vaheline seos:

Võttame kaks paralleelset erinimeliselt laetud plaadid. Kuna plaadid omavad erineva märgiga laengud, siis nende vahel tekib pinge. Plaatide vahel tekib elektriväli, ehk elektrivälja tugevuse vektor on suunatud positiivselt laentud plaadilt negatiivselt laentud plaadile. Teades plaatide vahelise kauguse $d$ , saame teada välja suuruse, ehk elektrivälja tugevuse: $E = U / d$ . Valemi järgi elektriväöja tugevuse mõõtühik on 1 V/m (volt jagatud meetriga).

2. Mahtuvus

Mahtuvus - see on tegelikult süsteemi (mis koosneb kahest kehast) laengute salvestamine endast ning seetõttu ka elektrivälja tekitamine.

Mahtuvust saab seletada vee abil (vt joonis), kui vett kallata ühekõrgusega anumatesse, kui anumad on erineva läbimõõduga. On selge, et suurema läbimõõduga anumasse mahub rohkem vett, kui teisse anumasse. Teise sõnadega, ühele kehale mahub rohkem laengut kui teisele. Siit tulebki mõiste nagu keha laadumisvõime.

Joonis: opik.fyysika.ee

Kui me anname laengu ühele kehale, siis me peame seda laengut teiselt kehalt ära võtma. Sellisel juhul üks keha saab positiivse laengu ning teine - negatiivse. Kaehade vahel tekib potentsiaalide vahe, ehk pinge. Aga potentsiaal on võrdne teda tekkiva laenguga, ehk laengu ja pinge jagatist nimetatakse mahtuvuseks.

$C = \frac{q}{U}$ , kus C - mahtuvus.

Mahtuvuse mõõtühik: 1 F (farad).

Süsteemi, mis on tehtud valmis kindla mahtuvuse väärtuse saamiseks, nimetatakse kondensaatoriks.

3. Elektrivool

Elektrivool - see on laengute korrastatud (suunatud) liikumine.

Voolu suunaks on kokkuleppeliselt positiivsete laengute liikumise suun

Pilt: opi.fyysika.ee

Voolu tekke ja olemasolu tingimuseks on vabade laengute olemasolu.

Voolu iseloomustavad suurused

Voolutugevuseks nimetame ajaühikus juhtme ristlõiget läbinud elektrilaengut

Mõõtühik. 1 A (amper)

Pilt: opi.fyysika.ee
Voolutihedus on juhi ühikulist ristlõiget läbiv voolutugevus
Mõõtühik: 1 A/m²

4. Elektromotoorjõud

Jõudusid, mis liigutavad laenguid elektrijõududele vastupidises suunas, nimetatakse kõrvaljõududeks; selleks kõlbab suvaline energiaallikas (soojus, valgus, mehaaniline töö või keemiline energia).

Seadet, kus toimub laengute üleviimine kõrgemale potentsiaalile, nimetatakse vooluallikaks ja selle seadme poolt ühiklaengu üleviimisel tehtud tööd tema elektromotoorjõuks.

Elektromotoorjõud on töö, mida teevad vooluallikas toimivad kõrvaljõud ühikulise laengu (1 C) üleviimisel.

F_k - kõrvaljõud

5. Takistus

Ohmi seadus osa ahela kohta

Voolu tugevus juhis on võrdeline pingega

Võrdetegur sõltub juhi mõõtmetest ning materjalist. Seda iseloomustatakse takistusega.

Juhi takistus on juhti iseloomustav suurus, mis defineeritakse kui Ohm'i seaduses oleva võrdeteguri pöördväärtu

I = \frac{U}{R}

, kus R - juhi takistus.

Takistuse mõõtühik: 1

Ω

(Ohm)

Eritakistus

Suurus, mis iseloomustab materjali elektrijuhtivust.

Iseloomustab ainet, millest juht on valmistatud

Elektrijuhtidena kasutatakse vaske ja alumiiniumit, kõige paem on hõbe

Ühtlase ristlõikega juhi korral on takistus võrdeline juhi pikkusega (seda suurem, mida pikem on juht) ning pöördvõrdeline ristlõikepindalaga (seda väiksem, mida jämedam on juht); võrdeteguriks ongi siis eritakistus $ρ$ :

Eritakistuse pöördväärtust $σ = \frac{1}{ρ}$ nimetatakse erijuhtivuseks.

Eritakistuse ühiku saame takistuse valemist:

Ohmi seadus kogu ahela kohta

Et Ohmi seadus oleks rakendatav ka väikeste takistuste puhul, tuuakse sisse vooluallika sisetakistuse mõiste

Vooluallika sisetakistuseks nimetatakse takistuse dimensiooniga suurust, mis on arvuliselt võrdne elektromotoorjõu ja lühisevoolu tugevuse suhtega.

I = \frac{ε}{R + r}

, kus r - sisetakistus

Sisetakistuse määramine

Sisetakistust saab määrata järgmise skeemi abil:

Avatud lüliti korral voltmeeter näitab elemktromotoorjõudu. Suletud lüliti korral voltmeeter näitab pingelangu ampermeetri ja reostaadi peal. Ampermeeter näitab voolutugevust. Kasutades Ohmi seadust kogu ahela kohta, võib leida sisetakistus

5.1. Jadaühendus

Takistuse jagaühenduse korral kasutatakse jargmised valemid:

5.2. Rööpühendus

Takistuste rööpühenduse korral kasutatakse järgmised valemid:

5.3. Sildlülitus

6. Videoloeng

Antud videos räägitakse elektrodünaamikast, antakse elektrivoolu, takistuse, pinge, mahtuvuse mõited. Räägitakse Ohmi seadustest. Näidatakse natuke ka Kirchoffi reeglite kasutamist.

Video1

Video2

Video 2 juurde väike parandus/selgitus: