1 / 13

Fysiikka2

Fysiikka2. Jouko Teeriaho syksy 2004. Sisältö. Sähköstatiikkaa Tasavirtapiirit Magnetismi Puolijohdekomponentit Sähkömagneettinen säteily. Sähköstatiikkaa. Virta ja varaus Influenssi Coulombin voima Sähkökenttä, potentiaali ja jännite Johde ja eriste sähkökentässä

jonas-sanford
Download Presentation

Fysiikka2

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Fysiikka2 Jouko Teeriaho syksy 2004

  2. Sisältö • Sähköstatiikkaa • Tasavirtapiirit • Magnetismi • Puolijohdekomponentit • Sähkömagneettinen säteily

  3. Sähköstatiikkaa • Virta ja varaus • Influenssi • Coulombin voima • Sähkökenttä, potentiaali ja jännite • Johde ja eriste sähkökentässä • Homogeeninen sähkökenttä • Kondensaattori • Vastus ja resistanssi (Ohmin laki ja kytkennät) • Tasajännitelähteet (kuormitussuora) • Vastuskytkennät • Tasavirtapiirit

  4. Sähkövirta I ja varaus Q sähkövirta=electrical currency, varaus = charge Sähkövirta on varausten liikettä johtimen läpi. Virta = johtimen poikkipinnan läpi kulkeva virta aikayksikössä , kaavana I = Q / t Virran yksikkö on 1 A (Ampeeri), joka määritellään magneettisten voimavaikutusten avulla myöhemmin Varauksen yksikkö = 1 As = 1 C (Coulombi eli Ampeerisekunti ) I = Q / t

  5. Varaus (Electrical Charce) Q * yksikkö: 1C (Coulombi eli Ampeerisekunti) * erimerkkiset varaukset vetävät toisiaan puoleensa, samanmerkkiset hylkivät * alkeisvaraus e = 1,6021 * 10-19 C (elektronilla -e) * eristeessä, kuten lasisauvassa varaus on paikallaan * johteessa, kuten metallissa varaus pääsee liikkumaan ja jakautuu koko kappaleeseen * kappaleen sähkövaraus johtuu elektronien yli-tai alijäämästä

  6. Influenssi=varausten jakautuminen ulkoisen varauksen vaikutuksesta • Positiivisesti varattu sauva aiheuttaa varaamattomassa kappaleessa varausten jakautumisen johde + + + + - - - + + +

  7. Johteessa varaus (elektronit) hakeutuu ulkonemiin Eristeessä varaus ei pääse liikkumaan alkuperäiseltä paikaltaan Varauksen jakautuminenjohteessa ja eristeessä - - - - - - - - - Mieti, mihin perustuu ukkosenjohdattimen toiminta tai esim. kärkien käyttö kipinän synnyttämisessä?

  8. Coulombin laki Kahden pistevarauksen Q1 ja Q2 välillä vallitsee sähköinen voima F + Q1 r = varausten välimatka  = väliaineen permitiivisyys Tyhjiössä  = 0 = r + Q2 Muussa kuin tyhjiössä  = r 0 missä r on väliaineen suhteellinen permitiivisyys F

  9. Esim. Laske kahden toisistaan 50 cm päässä olevan 2.0 C varauksen välinen voima a) tyhjiössä b) lasissa, jolle r=2.5 • Ratkaisu: a) tyhjiö b) lasissa sähköinen voima on 1/2.5 osa tyhjiön arvosta eli 0.090 N

  10. Sähkökenttä E (Electric Field) • Varaus Q vaikuttaa siis ympäristössään oleviin muihin varauksiin sähköisellä voimalla • Tätä voimavaikutusta +1C:n testivarausta kohden kutsutaan sähkökentäksi • Kenttää kuvataan kenttäviivoilla A q r +Q Pistevarauksen sähkökenttä pisteessä A

  11. Potentiaali V ja jännite U • Kun varausta liikutetaan sähkökentässä, joudutaan tekemään työtä • Potentiaali = työ varausyksikköä kohden, joka tarvitaan tuomaan varaus äärettömän kaukaa tiettyyn pisteeseen sähkökentässä • Potentiaali on sähkökentän tietyn pisteen ominaisuus • Jännite on kahden pisteen välinen potentiaaliero Potentiaali Potentiaalin yksikkö 1 J/C on nimeltään 1 V (Voltti)

  12. Homogeeninen sähkökenttä • Jos esim. levyn pinnalla on varaus jakautunut tasaisesti, on sähkökentän suuruus levyn lähellä vakio ja se on kohtisuorassa levyjä vastaan kenttä E =  /(2) missä  = Q/A = levyn varauskate (varaus pinta-alayksikköä kohti) + + + + + + + + + + + +

  13. Kenttä kahden levyn välissä mm. kondensaattorilevyjen välissä + + + + + + + + + + + + - - - - - - - - - - - - - - - - kenttä E =  / missä  = Q/A = levyn varauskate (varaus pinta-alayksikköä kohti)

More Related