Transcript esitlus
Slide 1
Elekter
vooluring
Slide 2
Vooluring
Slide 3
Vooluring
TARVITI
siin muundub elektrienergia
mõneks teiseks energialiigiks
JUHTMED
ühendavad
omavahel vooluringi eri osad
LÜLITI
võimaldab vajadusel
sulgeda või avada
vooluringi
VOOLUALLIKAS
tekitab ja hoiab alal
Selgituste
lugemiseks klõpsa erinevatel vooluringi osadel
elektrivälja
Slide 4
Kuidas asjad töötavad?
lõpetan
•
vooluallikas
•
juhtmed
•
tarviti
•
lüliti
Slide 5
Vooluallikas
VOOLUALLIKAS
muundab erinevat liiki
energia elektrienergiaks
keemiline energia
mehaaniline energia
soojusenergia
valgusenergia
klõpsa lähemalt tutvumiseks
Vooluallika ülesanne on tekitada ja alal hoida elektrivälja
Slide 6
!
Slide 7
Elektrivälja mõjul liikusid elektronid (negatiivse laenguga osakesed)
positiivse laengu poole, negatiivsest laengust eemale
(erinimelised laengud tõmbuvad, samanimelised tõukuvad).
Juhtmes tekkis laengukandjate suunatud liikumine, elektrivool.
Tutvume nähtusega juhi mudeli abil
metalliioonid
vabad elektronid
Meie kasutatud vaskjuhtmes paiknevad metalliioonid
kindlates kohtades ja võnguvad, ioonide vahel liiguvad
vabad elektronid (soojusliikumine).
Mis juhtub aga siis, kui juhile mõjub elektriväli?
vahetame elektrivälja polaarsust
katsetame
Slide 8
!
Slide 9
Elektrivälja mõjul liikusid elektronid (negatiivse laenguga osakesed)
positiivse laengu poole, negatiivsest laengust eemale
(erinimelised laengud tõmbuvad, samanimelised tõukuvad).
Juhtmes tekkis laengukandjate suunatud liikumine, elektrivool.
Tutvume nähtusega juhi mudeli abil
metalliioonid
vabad elektronid
Meie kasutatud vaskjuhtmes paiknevad metalliioonid
kindlates kohtades ja võnguvad, ioonide vahel liiguvad
vabad elektronid (soojusliikumine).
Mis juhtub aga siis, kui juhile mõjub elektriväli?
katsetame
Slide 10
Elektritarviti
TARVITI
on seade, milles elektrienergia muundatakse
mõneks teiseks energialiigiks
soojuseks
valguseks
mehaaniliseks tööks
keemiliste ühendite
siseenergiaks
klõpsa lähemalt tutvumiseks
Tarvitis muundatakse elektrienergia mõneks muuks energialiigiks
Slide 11
Lüliti
Lüliti abil võib vooluringi vajadusel
sulgeda või avada.
Elektritarviti töö peatamiseks avatakse
vooluring – asendatakse vooluringis
üks juhi lõik isolaatoriga (õhuga).
Demonstratsiooniks klõpsa kõrvalolevatel lülititel
Slide 12
!
Slide 13
Keemiline vooluallikas, galvaanielement
Seadmes toimuvate keemiliste reaktsioonide tulemusena vabanevad
erinevate laengutega ioonid. Need sadestuvad vooluallika elektroodidele
ja viimastel tekivad erinimelised laengud. Elektroodide vahel on loodud
elektriväli, mis püsib senikaua kui jätkub aineid keemilise reaktsiooni
toimumiseks. Oleme saanud vooluallika.
Lihtsa galvaanielemendi saame valmistada ka ise, kasutades tsink- ja
vasktraadi juppe ning õuna, sidrunit või kartulit.
proovime
V
Slide 14
Mehaaniline vooluallikas
Mehaaniline energia muundatakse elektrienergiaks elektrivoolugeneraatoris.
Seadme töö põhineb elektromagnetilise induktsiooni nähtusel – juhis, mis
liigub magnetväljas, tekib elektrivool, laetud osakeste suunatud liikumine.
Generaatoris pannakse vasktraadist mähis (suure keerdude arvuga raam)
pöörlema magnetväljas ja mähise otstel tekib elektriväli, mis püsib kogu
pöörlemise aja – oleme saanud vooluallika.
Selliseid seadmeid kasutatakse elektrienergia tootmiseks
nii hüdro-, soojus-, kui tuuleelektrijaamades, autode, traktorite
ja muude sõidukite energiavaru täiendamiseks. Ka jalgratta
laternas oleva hõõglambi tööks vajaliku energia saame
elektrivoolugeneraatorist.
Slide 15
Termoelektriline vooluallikas
Termopaaris muundub soojusenergia elektrienergiaks.
Kahe erinevast metallist või metallide sulamist traadi kokkukeevitatud
ühenduskoha kuumutamisel tekib sellises seadmes elektrivool.
Miks, kuidas? Põhjuseks on vabade elektronide erinev hulk erinevates metallides. Kui
nüüd ühenduskohta kuumutada, kasvab aineosakeste (elektronide) liikumiskiirus ja nad
liiguvad ühelt traadilt teisele. Et vabade elektronide hulk metallides on erinev, on ka
ühelt traadilt teisele üle minevate osakeste arv erinev. Ühel traadil tekib elektronide
puudujääk, teisel ülejääk – tulemuseks on erinev laeng traadipaari otstel. Mida kõrgem
on temperatuur, seda suurem on laengute erinevus.
Ongi meil vooluallikas, seade, mis tekitab elektrivälja.
Sellisel viisil saadud elektrienergia hulk on küll praktiliseks kasutamiseks
väike aga võimaldab nähtust kasutada temperatuuri mõõtmiseks. Eriti sobiv
on meetod kõrgete temperatuuride puhul või raskesti ligipääsetavates
kohtades.
+
_
Slide 16
Fotoelektriline vooluallikas
Valgusenergia muundumine elektrienergiaks toimub päikesepatareides.
Päikesepatareisid kasutatakse tänapäeval nii taskukalkulaatorite kui Maa
ümber tiirlevate sidesatelliitide varustamiseks elektrienergiaga.
Päikesepatarei puuduseks on paraku veel tema suhteliselt kallis hind ja
maapealsetes seadmetes saadud energia sõltuvus
päikeselistest ilmadest.
Siiski on “rohelise” energia pooldajad nende, kui
tuleviku energiaallikate suhtes, optimistlikud.
Slide 17
!
Slide 18
Elektrienergia muundumine soojuseks
Elektrivoolu soojuslik toime avaldub igas vooluga juhis. Temperatuuri
tõus juhis on põhjustatud aineosakeste liikumisest – mida kiiremini
liiguvad aineosakesed, seda kõrgem on juhi temperatuur.
Elektrivoolu soojuslik toime kasutatakse ära mitmesugustes elektriga
töötavates küttekehades. Seadme temperatuuri reguleerimiseks
tarvitseb vaid muuta aineosakeste liikumise kiirust.
katsetame
osakeste
osakesed
liikumine
liiguvadaeglustub,
kiiresti,
temperatuur
temperatuurtõuseb
langeb
Slide 19
Elektrienergia muundumine valguseks
Valguse saamine elektrienergia abil on otseselt seotud aineosakeste liikumisega.
Aineosakeste kiirel liikumisel juhis tõuseb viimase temperatuur väga kõrgeks.
Kõrge temperatuuri tagajärjel hakkab juht (lambi hõõgniit) helenduma.
Osakeste (elektronide) kiire liikumine lambi hõõgniidis saavutatakse tema
läbimõõdu vähendamisega. Kui läbi juhi on vaja ajaühikus suunata kindel hulk
osakesi, peavad nad peenes traadikeses liikuma väga kiiresti.
Hõõglampide kõrval kasutatakse tänapäeval valgustites üha rohkem nn
säästupirne, mis tagavad väikese elektrienergia kulu juures heledama valgustuse.
Neis lampides puudub traditsiooniline hõõgniit, see vähendab nende valgustite
soojuskiirgust. Valgus tekib siin elektrienergia mõjul vabaneva kiirguse toimest
klaaskolvi sisepinnale kantud ainekihile (luminofoorile).
Slide 20
Elektrienergia muundumine mehaaniliseks
tööks
Mehaaniliseks tööks muundub elektrienergia elektrimootorites.
Elektrimootori töötamine põhineb vooluga juhi ja magneti vahelisel
vastastikmõjul (vooluga juht hakkab magnetväljas liikuma).
Mootoreid kasutatakse tänapäeval kõikvõimalikes tööstusharudes,
transpordis ja majapidamises.
Slide 21
Elektrivool keemias
Elektrivoolu kasutatakse mitmesuguste keemiliste reaktsioonide läbiviimiseks
või kiirendamiseks. Lihtsaim näide oleks vee lagundamine elektrivoolu toimel,
kus vesi – H2O laguneb vesinikuks ja hapnikuks (vee elektrolüüs).
Elektrivoolu kasutatakse ka esemete metalliga katmisel (galvanotehnika),
akude laadimisel ja mujal.
Veele lisatakse veidi hapet (puhas vesi ei juhi elektrit),
nõusse asetatud söepulkadega (elektroodidega)
ühendatakse vooluallikas. Elektroodidel hakkavad
eralduma mullikesed, negatiivsel elektroodil rohkem.
Mis toimub?
2H2O 2H2 + O2
Kaks vee molekuli lagunevad elektrivoolu toimel kaheks
vesiniku molekuliks ja üheks hapniku molekuliks.
Vesinikku tekib kaks korda rohkem.
vee lagundamine vesinikuks ja hapnikuks
Elekter
vooluring
Slide 2
Vooluring
Slide 3
Vooluring
TARVITI
siin muundub elektrienergia
mõneks teiseks energialiigiks
JUHTMED
ühendavad
omavahel vooluringi eri osad
LÜLITI
võimaldab vajadusel
sulgeda või avada
vooluringi
VOOLUALLIKAS
tekitab ja hoiab alal
Selgituste
lugemiseks klõpsa erinevatel vooluringi osadel
elektrivälja
Slide 4
Kuidas asjad töötavad?
lõpetan
•
vooluallikas
•
juhtmed
•
tarviti
•
lüliti
Slide 5
Vooluallikas
VOOLUALLIKAS
muundab erinevat liiki
energia elektrienergiaks
keemiline energia
mehaaniline energia
soojusenergia
valgusenergia
klõpsa lähemalt tutvumiseks
Vooluallika ülesanne on tekitada ja alal hoida elektrivälja
Slide 6
!
Slide 7
Elektrivälja mõjul liikusid elektronid (negatiivse laenguga osakesed)
positiivse laengu poole, negatiivsest laengust eemale
(erinimelised laengud tõmbuvad, samanimelised tõukuvad).
Juhtmes tekkis laengukandjate suunatud liikumine, elektrivool.
Tutvume nähtusega juhi mudeli abil
metalliioonid
vabad elektronid
Meie kasutatud vaskjuhtmes paiknevad metalliioonid
kindlates kohtades ja võnguvad, ioonide vahel liiguvad
vabad elektronid (soojusliikumine).
Mis juhtub aga siis, kui juhile mõjub elektriväli?
vahetame elektrivälja polaarsust
katsetame
Slide 8
!
Slide 9
Elektrivälja mõjul liikusid elektronid (negatiivse laenguga osakesed)
positiivse laengu poole, negatiivsest laengust eemale
(erinimelised laengud tõmbuvad, samanimelised tõukuvad).
Juhtmes tekkis laengukandjate suunatud liikumine, elektrivool.
Tutvume nähtusega juhi mudeli abil
metalliioonid
vabad elektronid
Meie kasutatud vaskjuhtmes paiknevad metalliioonid
kindlates kohtades ja võnguvad, ioonide vahel liiguvad
vabad elektronid (soojusliikumine).
Mis juhtub aga siis, kui juhile mõjub elektriväli?
katsetame
Slide 10
Elektritarviti
TARVITI
on seade, milles elektrienergia muundatakse
mõneks teiseks energialiigiks
soojuseks
valguseks
mehaaniliseks tööks
keemiliste ühendite
siseenergiaks
klõpsa lähemalt tutvumiseks
Tarvitis muundatakse elektrienergia mõneks muuks energialiigiks
Slide 11
Lüliti
Lüliti abil võib vooluringi vajadusel
sulgeda või avada.
Elektritarviti töö peatamiseks avatakse
vooluring – asendatakse vooluringis
üks juhi lõik isolaatoriga (õhuga).
Demonstratsiooniks klõpsa kõrvalolevatel lülititel
Slide 12
!
Slide 13
Keemiline vooluallikas, galvaanielement
Seadmes toimuvate keemiliste reaktsioonide tulemusena vabanevad
erinevate laengutega ioonid. Need sadestuvad vooluallika elektroodidele
ja viimastel tekivad erinimelised laengud. Elektroodide vahel on loodud
elektriväli, mis püsib senikaua kui jätkub aineid keemilise reaktsiooni
toimumiseks. Oleme saanud vooluallika.
Lihtsa galvaanielemendi saame valmistada ka ise, kasutades tsink- ja
vasktraadi juppe ning õuna, sidrunit või kartulit.
proovime
V
Slide 14
Mehaaniline vooluallikas
Mehaaniline energia muundatakse elektrienergiaks elektrivoolugeneraatoris.
Seadme töö põhineb elektromagnetilise induktsiooni nähtusel – juhis, mis
liigub magnetväljas, tekib elektrivool, laetud osakeste suunatud liikumine.
Generaatoris pannakse vasktraadist mähis (suure keerdude arvuga raam)
pöörlema magnetväljas ja mähise otstel tekib elektriväli, mis püsib kogu
pöörlemise aja – oleme saanud vooluallika.
Selliseid seadmeid kasutatakse elektrienergia tootmiseks
nii hüdro-, soojus-, kui tuuleelektrijaamades, autode, traktorite
ja muude sõidukite energiavaru täiendamiseks. Ka jalgratta
laternas oleva hõõglambi tööks vajaliku energia saame
elektrivoolugeneraatorist.
Slide 15
Termoelektriline vooluallikas
Termopaaris muundub soojusenergia elektrienergiaks.
Kahe erinevast metallist või metallide sulamist traadi kokkukeevitatud
ühenduskoha kuumutamisel tekib sellises seadmes elektrivool.
Miks, kuidas? Põhjuseks on vabade elektronide erinev hulk erinevates metallides. Kui
nüüd ühenduskohta kuumutada, kasvab aineosakeste (elektronide) liikumiskiirus ja nad
liiguvad ühelt traadilt teisele. Et vabade elektronide hulk metallides on erinev, on ka
ühelt traadilt teisele üle minevate osakeste arv erinev. Ühel traadil tekib elektronide
puudujääk, teisel ülejääk – tulemuseks on erinev laeng traadipaari otstel. Mida kõrgem
on temperatuur, seda suurem on laengute erinevus.
Ongi meil vooluallikas, seade, mis tekitab elektrivälja.
Sellisel viisil saadud elektrienergia hulk on küll praktiliseks kasutamiseks
väike aga võimaldab nähtust kasutada temperatuuri mõõtmiseks. Eriti sobiv
on meetod kõrgete temperatuuride puhul või raskesti ligipääsetavates
kohtades.
+
_
Slide 16
Fotoelektriline vooluallikas
Valgusenergia muundumine elektrienergiaks toimub päikesepatareides.
Päikesepatareisid kasutatakse tänapäeval nii taskukalkulaatorite kui Maa
ümber tiirlevate sidesatelliitide varustamiseks elektrienergiaga.
Päikesepatarei puuduseks on paraku veel tema suhteliselt kallis hind ja
maapealsetes seadmetes saadud energia sõltuvus
päikeselistest ilmadest.
Siiski on “rohelise” energia pooldajad nende, kui
tuleviku energiaallikate suhtes, optimistlikud.
Slide 17
!
Slide 18
Elektrienergia muundumine soojuseks
Elektrivoolu soojuslik toime avaldub igas vooluga juhis. Temperatuuri
tõus juhis on põhjustatud aineosakeste liikumisest – mida kiiremini
liiguvad aineosakesed, seda kõrgem on juhi temperatuur.
Elektrivoolu soojuslik toime kasutatakse ära mitmesugustes elektriga
töötavates küttekehades. Seadme temperatuuri reguleerimiseks
tarvitseb vaid muuta aineosakeste liikumise kiirust.
katsetame
osakeste
osakesed
liikumine
liiguvadaeglustub,
kiiresti,
temperatuur
temperatuurtõuseb
langeb
Slide 19
Elektrienergia muundumine valguseks
Valguse saamine elektrienergia abil on otseselt seotud aineosakeste liikumisega.
Aineosakeste kiirel liikumisel juhis tõuseb viimase temperatuur väga kõrgeks.
Kõrge temperatuuri tagajärjel hakkab juht (lambi hõõgniit) helenduma.
Osakeste (elektronide) kiire liikumine lambi hõõgniidis saavutatakse tema
läbimõõdu vähendamisega. Kui läbi juhi on vaja ajaühikus suunata kindel hulk
osakesi, peavad nad peenes traadikeses liikuma väga kiiresti.
Hõõglampide kõrval kasutatakse tänapäeval valgustites üha rohkem nn
säästupirne, mis tagavad väikese elektrienergia kulu juures heledama valgustuse.
Neis lampides puudub traditsiooniline hõõgniit, see vähendab nende valgustite
soojuskiirgust. Valgus tekib siin elektrienergia mõjul vabaneva kiirguse toimest
klaaskolvi sisepinnale kantud ainekihile (luminofoorile).
Slide 20
Elektrienergia muundumine mehaaniliseks
tööks
Mehaaniliseks tööks muundub elektrienergia elektrimootorites.
Elektrimootori töötamine põhineb vooluga juhi ja magneti vahelisel
vastastikmõjul (vooluga juht hakkab magnetväljas liikuma).
Mootoreid kasutatakse tänapäeval kõikvõimalikes tööstusharudes,
transpordis ja majapidamises.
Slide 21
Elektrivool keemias
Elektrivoolu kasutatakse mitmesuguste keemiliste reaktsioonide läbiviimiseks
või kiirendamiseks. Lihtsaim näide oleks vee lagundamine elektrivoolu toimel,
kus vesi – H2O laguneb vesinikuks ja hapnikuks (vee elektrolüüs).
Elektrivoolu kasutatakse ka esemete metalliga katmisel (galvanotehnika),
akude laadimisel ja mujal.
Veele lisatakse veidi hapet (puhas vesi ei juhi elektrit),
nõusse asetatud söepulkadega (elektroodidega)
ühendatakse vooluallikas. Elektroodidel hakkavad
eralduma mullikesed, negatiivsel elektroodil rohkem.
Mis toimub?
2H2O 2H2 + O2
Kaks vee molekuli lagunevad elektrivoolu toimel kaheks
vesiniku molekuliks ja üheks hapniku molekuliks.
Vesinikku tekib kaks korda rohkem.
vee lagundamine vesinikuks ja hapnikuks