Elektromagnetizmas

ELEKTROS SROVË METALUOSE
Elektros srovë. kryptingas elektringø daleliø judëjimas vadinamas elektros srove. Elektros srovæ gali sudaryti ir judanèios kitokios elektringos dalelës – jonai.
Srovë teka tik akimirkà – kol iðsilygina sujungtø kûnø potencialai, o tada iðnyksta elektrinis laukas jungianèiuose laidininkuose ir krûviø judëjimas liaujasi. Norint gauti nenutrûkstamà srovæ, reikia nuolatos papildyti vieno kûno krûvá, palaikyti aukðtesná jo potencialà – sukurti laidininke nuolatiná potencialø skirtumà ir nuolatiná elektriná laukà. Tai gali atlikti srovës ðaltinis, sudarantis pastovià átampà. Srovë ilgesná laikà gali tekëti ilgesná laikà tik uþdara grrandine.
Elektros srovë teka grandine ið ðaltinio teigiamo poliaus á neigiamà. Elektronai grandinëje juda nuo ðaltinio neigiamo poliaus, kur yra jø perteklius, link teigiamo, prieðingai nei srovës kryptis. Srovës kryptis ir elektronø judëjimo kryptis yra prieðingos.
Elektrinis laukas plinta didþiausiu gamtoje greièiu (3* m/s) elektronai juda laidininke: bechaotiðko labai intensyvaus ðiluminio judëjimo, jie lëtai slenka viena kryptimi. Ðis judëjimas vadinamas elektronø dreifu. Tai ir yra elektros srovë. Vidutinis dreifo greitis, net veikiant aukðtai átampai, tëra vos keletas milimetrø per sekundæ, o chaotiðko judëjimo grreièiai siekia milijonà metrø per sekundæ.
Srovës stiprumas. Elektros srovës stiprumas
laidininke (I) iðreiðkiamas pratekëjusio elektros krûvio (q) ir laiko (t) santykiu: I=q/t [I]=A 1A=1C/1s.

Prietaisai srovei matuoti vadinami ampermetrais. Srovë, kurios kryptis ir stiprumas laikui bëgant nekinta, vadinama nuolatine srove.
S &#

#8211; skerspjûvio plotas
l – ilgis
n – elektronø koncentracija
v – dreifo greitis
q=enV=enSl; I=q/t; I=enSl/t; I=envS
Elektros srovës stiprumas priklauso nuo laidininko skerspjûvio ploto ir dreifo greièio.
Srovës tankis. Srovës stiprumo ir laidininko skerspjûvio ploto santykis vadinamas srovës tankiu (j):
j=I/S [j]=A/m² j=env Srovës tanká lemia dreifo gretis.
Omo dësnis. Srovës stiprumas tiesiog proporcingas prijungtai átampai: I=gU g – elektrinis laidumas [g]=S (simensu) varþa – tai laidumui atvirkðtinis dydis: R=1/g I=U/R
Srovë laidininke tiesiog proporcinga átampai ir atvirkðèiai proporcinga laidininko varþai.
Srovës stiprumo priklausomybës nuo átampos grafikas vadinamas laidininko voltamperine charakteristika.
I I

U R
Kuo maþesnë laidininko varþa, juo stipresnë srovë, juo staèiau kyla á virðø grafikas.
Laidininkø varþa. Varþa vadinama medþiagos savybë prieðintis elektros srovei. R=U/I
[R]= 1=1V/1A
Omas – tai varþa tokio laidininko, kuriuo teka 1A srovë, kai átampa tarp laidininko galø lygi 1V.
Elektros grandinës ellementai, skirti varþai sudaryti, vadinami rezistoriais.
Laidininko varþa yra tiesiog proporcinga jo ilgiui ir atvirkðèiai proporcinga skerspjûvio plotui: R=ìl/S ì – specifinë varþa. [ì]=m
Kuo didesnë varþa, tuo maþesnis laidumas, ir atvirkðèiai. Laidumo vienetas simensu S=1/1
ENERGIJOS TVERMËS DËSNIS ELEKTROS GRANDINËMS.
Dvi nenutrûkstamo srovës tekëjimo sàlygos: turi bûti uþdara grandinë ir joje ájungtas srovës ðaltinis.
Elektros grandinæ sudaro dvi dalys: iðorinë ir vidinë.

Iðorinë grandinës dalis – tai visa, kas yra prijungta prie ðaltinio gnybtø. Iðorinë grandinës dalis vartoja elektros energijà – joje elektros energija virsta kitø rûðiø energija. Ið

ðorinës grandinës dalies varþa vadinama iðorine varþa (R) Elektronai juda nuo neigiamo poliaus lig teigiamo. Elektronai juda kryptingai, veikiami elektrostatiniø jëgø.

Vidinë grandinës dalis yra paties elektros srovës ðaltinio vidus – laidininkai, kuriais juda elektringos dalelës ðaltinio viduje. Galvaniniame elemente – tai elektrolitas ir elektrodai; generatoriuje – inkaro apvija. Vidinëje grandinës dalyje kitø rûðiø energija virsta elektros energija. Vidinës grandinës dalies
varþa vadinama vidine varþa (r). Elektronai juda nuo teigiamo poliaus lig neigiamo. Elektronai juda kryptingai paðaliniø jëgø veikiami.
Elektros srovës ðaltinyje kokios nors rûðies energija nenutrûkstamai virsta elektros energija. galvaniniame
elemente – cheminë, generatoriuje – mechaninë, termoelemente – ðiluminë virsta elektros energija. Neelektrinës kilmës jëgos, veikianèios elektros srovës ðaltinyje, vadinamos paðalinëmis jëgomis. Neelektrinës kilmës jëgø verèiami elektronai juda prieð elektrostainio lauko jëgas.
Paðalinës jëgos. EVJ. Paðaliniø jëgø darbà apibûdina fizikinis dydis – elektrovaros jëga. Paðaliniø jëgø atlikto darbo A perkeliant krûvá q ir to krûvio santykis: =A/q [E]=1V 1V=1J/1C
Ðaltinio EVJ yra lygi 1V, jeigu, paðalinëms jëgoms jame atliekant 1J darbà, grandine prateka 1C elektros krûvis.

Energijos tvermës dësnis. Srovës ðaltinyje paðalinës jëgos atlikto darbo A ir dël to pratekëjo krûvis q. Tekant srovei, tas pats krûvis iðorinëje grandinës dalyje atliko darbà Aiðor, o vidinëje grandinës dalyje – darbà Avid.
Remiantis energijos tvermës dësniu: A=Aiðor + Avid
A/q=Aiðor/q+ Avid/q E=Uiðor + Uvid
Ðaltinio EVJ yra lygi grandinës ið
ðorinës ir vidinës daliø átampø sumai.

Uþdaroje grandinëje krûvis niekur negali kauptis, todël srovës stiprumas abiejose dalyse vienodas
Uiðor =IR Uvid=Ir E=IR+Ir

Omo dësnis uþdarai grandinei Uþdara grandine tekanèios srovës stiprumas yra tiesiog proporcingas ðaltinio EVJ ir atvirkðèiai proporcingas iðoriniø ir vidiniø varþø sumai.
Esant iðjungtai grandinei, ðaltinio gnybtø átampa lygi jo EVJ.
Ðaltinio gnybtø sujungimas labai maþos varþos R  0
laidininku vadinamas trumpuoju sujungimu. Tuomet srovës stiprumas priklauso tik nuo vidinës varþos r : I=E/r
Trumpasis sujungimas – daþna gaisrø prieþastis.
Varþos priklausomybë nuo temperatûros.

Varþa priklauso ne tik nuo laidininko matmenø ir medþiagos, bett ir nuo temperatûros. Metaliniame laidininke, kylant temperatûrai, didëja laisvøjø elektronø chaotiðko judëjimo greitis, intensyvëja atomø virpesiai, daþnëja elektronø susidûrimai su atomais. Dël to maþëja elektronø dreifo greitis ir srovës stiprumas, o tai tolygu laidininko varþos didëjimui. Visø metalø varþa, kylant temperatûrai, didëja. Anglyje, elektrolituose ir puslaidininkiuose, kylant temperatûrai, daugëja laisvø elektringø daleliø vienetiniame tûryje, todël jø varþa maþëja. Derinant prieðingø savybiø medþiagas, galima gauti lydinius, nepriklausanèius nuo temperatûros.

Santykinis varþos pokytis  lygus varþos pokyèiui ir pradinës varþos santykiui: =R/R0
R0 – laidininko varþa 0°C temperatûroje, R-varþa temperatûroje t.

Santykinis varþos pokytis yra proporcingas temperatûros pokyèiui: =t
 – temperatûrinis varþos koeficientas.
Temperatûrinis varþos koeficientas rodo santykiná laidininko varþos pokytá temperatûrai pakitus 1°C
[]=1/K
 Varþos formulë: =R/R0 =t R/R0=t R=R-R0 R-R0 = R0 t R= R0(1+t)

Superlaidumas. Kr

rintant temperatûrai, metalø varþa palaipsniui maþëja. Ðis procesas vyksta tik iki tam tikros ribos – pasiekus itin þemà temperatûrà, paprastai 3-6K virð absoliutinio nulio, laidininko varþa staiga iðnyksta. Tai – superlaidumas.

Temperatûra, þemiau kurios laidininkas nustoja varþos, vadinama krizine temperatûra.
Á superlaidþiàjà bûsenà – varis, auksas, sidabras, platina, kad ir kaip ðaldomi, nevirsta superlaidininkais. Superlaidþiame þiede arba uþdaroje ritëje kartà suþadinta srovë teka nesilpnëdama praktiðkai metus ar ilgiau. Srovë superlaidininkais teka neprarasdama energijos. Elektromagnetais, kuriø apvija suvyniota ið superlaidininko, sukuriami stiprûs ir stabilûs magnetiniai laukai.
ELEKTROS IMTUVØ JUNGIMO BÛDAI.
Nuoseklus. Nuosekliuoju vadinamas toks jungimas, kai grandinës elementai jungiami paeiliui, vienas po kito. Nuosekliai sujungta grandinë neturi atðakø.
1. Nuosekliai sujungtoje grandinës dalyje srovës stiprumas visur vienodas: I=const
2. Nuoseklioje grandinëje atskirø daliø átampos tiesiog proporcingos jø varþoms: IR1=U1 IR2=U2 U1/ U2= R1 / R2
3. Visos nuosekliai sujungtos grandinës átampa lygi atskirø daliø sumai: U=U1+U2+.
4. Nuosekliai sujungtos grandinës bendra varþa lygi atskirø daliø varþø sumai. Grandinës bendra varþa (R) vadinama ekvivalentine varþa.
Grandinei nutrûkus nors vienoje vietoje, srovë nutrûksta visoje grandinëje.
Lygiagretus. Lygiagreèiuoju vadinamas toks jungimas, kai vieni grandinës elementø gnybtai jungiami á vienà mazgà, o kiti -á kità. Tarp mazgø sudaromos atskiros ðakos.
1. Visø lygiagreèiai sujungtø grandinës ðakø átampa vienoda: U=const.
2. Grandinës mazguose elektros krûviai nesikaupia. Todël á mazgà átekanèiø ir ið jo iðtekanèiø sroviø sumos yra lygios: I=I1+I2+.
3. Atskiromis ðakomis tekanèiø sroviø stiprumai atvirkðèiai proporcingi tø daliø varþoms. I1/ I2 =R2/ R1
4. Lygiagreèiai sujungtos grandinës laidumas yra lygus atskirø laidumø sumai: g=g1+g2+.

Lygiagreèiai sujungti imtuvai nepriklauso vienas nuo kito.
Daþnai taikomas miðrusis jungimo bûdas.
Iðvados: Imtuvus jungiant nuosekliai pasiskirsto átampa ir padidëja varþa, o jungiant lygiagreèiaipasiskirsto srovë ir sumaþëja varþa.
ELEKTROS ÐALTINIØ JUNGIMAS Á BATERIJAS
Nuoseklus. Kai reikia padidinti átampà, elementai jungiami nuosekliai. Baterijos ið n elementø EVJ E yra n kartø didesnë uþ vieno elemento EVJ E1 ; E=n E1 . taèiau n kartø padidëja ir baterijos vidinë varþa: r=nr1. I= n E1 /R+ nr1.
Lygiagretus. Sujungus m elementø lygiagreèiai baterijos EVJ nepadidëja – lieka tokia pat, kaip vieno elemento, bet m kartø sumaþëja baterijos vidinë varþa: r=r1/m
Srovës stiprumas lygus: I= E1 /R+ r1/m
Miðrusis. Jeigu baterijà sudaro m lygiagreèiø ðakø, kuriø kiekvienoje nuosekliai sujungta po n elementø, tai srovës stiprumas lygus: I=n E1 /R+n r1/m
DARBAS. GALIA.
Elektros srovës darbas. Elektros energija, kurià suteikia krûviams srovës ðaltinis, iðorinëje grandinës dalyje virsta kitø rûðiø energija: akumuliatoriuose – chemine, elektros varikliuose – mechanine, ðildymo prietaisuose – ðilumine, apðvietimo lempose -ðilumine, ðviesos energija.
Elektros energijos kiekis, kuris iðorinëje grandinës dalyje virsta kitø rûðiø energija, yra lygus elektros srovës darbui. A=qU q=It A=IUt Prietaisai srovës darbui matuoti – elektros energijos skaitikliai.
A=U²t/R A=I²Rt
DÞAULIO LENCO DËSNIS. Ðilumos kiekis iðsiskiriantis laidininke, kai juo teka srovë, yra proporcingassrovës stiprumo kvadratui, laidininko varþai ir srovës tekëjimo laikui: Q=I²Rt
Elektros srovës galia. P=A/t [P]=W (vatas)1W=1J/1s
Fizikinë prasmë: Vatas yra tokio elektros imtuvo, kuriame kiekvienà sekundæ 1J elektros energijos virsta kitos rûðies energija. P=IU P=U²/R P=I²R Srovës galià galima iðmatuoti naudojantis ampermetru ir voltmetru arba specialiu prietaisu vatmetru. Praktikoje vartojama kilovatvalandëmis.
Energijos balanso lygti: Ael=Amech .
Galios balanso lygtis: P=N P- vartojama elektros srovës galia, N- mechanizmo naudingoji galia.
Elektros energijos virtimas vidine energija (ðiluma Q): Ael=Q
KIRCHHOFO DËSNIS. I=0 IR=E átampos kritimø algebrinë suma yra lygi tame kontûre veikianèiø elektrovaros jëgø algebrinei sumai. jeigu srovës kryptis sutampa su apëjimo kryptimi tai raðomas +. I1r1 +IR=E1 ; I1 r1 – I2r2 = E1 – E2

TERMOELEKTRINIAI REIÐKINAI.
Srovë, atsiradusi ðiluminei energijai tiesiogiai virstant elektros energija, vadinama termosrove, o du sujungti skirtingø medþiagø laidininkai vadinami termoelementu. Laidininkai, sudarantys termoelementà, vadinami termoelektrodais.
Skirtinguose metaluose yra nevienoda laisvøjø elektronø koncentracija, nevienodos jëgos sulaiko elektronus uþdarytus metale. Todël prasideda laisvøjø elektronø difuzija (elektroniniø dujø) Pvz.: Suglaudus geleþá ir vará ið geleþies á vará prasiskverbs daugiau elektronø, negu prieðinga kryptimi, nes geleþyje jø koncentracija didesnë. metalø sandûra ásielektrins. Susidarys kontaktinis potencialø skirtumas. Tarp ásielektrinusiø pavirðiø veiks kontaktinis elektrinis laukas, kuris stabdys tolesná elektronø judëjimà ið geleþies á vará ir skatins prieðingà srautà.

Kontaktiniam potencialø skirtumui pasiekus tam tikrà vertæ, nusistovës dinaminë pusiausvyra. Tarp metalø bus pastovus potencialø skirtumas. Kontaktinë termoelektrovaros jëga – labai silpna, bet stiprëja didëjant kontaktø temperatûros skirtumui: E=t
 – proporcingumo koeficientas, priklausantis nuo metalo rûðies
t – ðiltojo ir ðaltojo kontaktø temperatûros skirtumas. (ta-tb)

Termoelektrovaros jëgos ir nedidelës, bet jau prietaisais tiksliai iðmatuojamos, todël termoelementus galima panaudoti temperatûrai matuoti, prijungus galvonometrà ir jo skalæ sugradavus laipsniais.

Nuosekliai sujungus n termoelementø gaunama termobaterija, kurios jautrumas n kartø didenis negu
vieno elemento. Jautrios termobaterijos átaisomos termopelengatoriuose – aparatuose, skirtuose ið nuotolio ðilumà skleidþiantiems objektams aptikti.

Metaliniø termoelementø naudingumo koeficientas labai maþas, vos 0,1 -0,5%, taèiau puslaidininkiniø jau siekia 15%, todël juos galima jungti á baterijas ir naudoti kaip ðiluminius elektros srovës generatorius – termogeneratorius.

Pagal ðilumos ðaltiná termogeneratoriai skirstomi á saulës, atominius ir dujinius, o pagal paskirtá – á kosminius, jûrinius ir t.t.. Jø galia siekia iki keliø ðimtø kilovatø. Termogeneratoriø energijà vartoja automatiniai ðvyturiai, retransliatoriai, dirbtiniai Þemës palydovai ir kiti kosminai aparatai.

Leidþiant elektros srovæ termoelementu, vienas jo
kontaktas kaista, o kitas ðala. Pakeitus srovës kryptá, vyksta prieðingi procesai. Ðis reiðkinys vadinamas Peltje efektu.

Jeigu ðaltinio srovæ nukreipsime ta paèia kryptimi, kaip tekëjo termosrovë, tai kontakte A elektronø srautas bus stabdomas, nes turës nugalëti kontaktiná potencialø skirtumà; elektronø greitis ir kinetinë energija maþës, ir dël to kontaktas A pradës auðti. Kontakte B bus prieðingi procesai – jis kais.

Tokie termoelementai gali bûti naudojami ðaldytuvuose. Paleidus termobaterija srovæ, ðaldytuvo viduje esantieji iðorëje – ðyla. Pakeitus elektros srovës kryptá, ðaldytuvas virsta ðildytuvu. Didelio ploto termobaterijomis bûtø galima ðildyti arba vësinti patalpas.
ELEKTROS SROVË SKYSÈIUOSE

Metalais, jø lydiniais, anglimi elektros srovë teka visiðkai nekeisdama jø cheminës sudëties. Tekant srovei, jie tik áðyla. Tokios medþiagos vadinamos pirmosios rûðies laidininkais. Joms bûdingas elektroninis laidumas. Antrosios rûðies laidininkai ) rûgðèiø, baziø, druskø tirpalai bei iðlydytø dielektrikø (druska) tekant srovei ne tik áðyla, bet ir chemiðkai skyla á sudëtines dalis.
1. Medþiagos, kurios iðtirpintos arba iðlydytos praleidþia elektros srovæ, vadinamos elektrolitais.
2. Elektrolitui tirpstant vandenyje, molekulës suyra á teigiamà ir neigiamà elektros krûvá turinèias dalis, jonus. Elekrolito skilimas á jonus veikiant tirpikliui, vadinamas elektrolitine disociacija.
3. Skirtingø þenklø jonai gali susijungti ir vël sudaryti neutralià molekulæ. Ðis procesas vadinamas molizacija arba jonø rekombinacija.

Teigiami jonai juda link neigiamo elektrodo – katodo, o neigiami jonai – link teigiamo elektrodo, anodo. Ðie jonø ssrautai sudaro elektros srovæ elektrolituose. Antrosios rûðies laidininkø elektrolitø laidumas yra joninis. Elektrolitu tekanèiai elektros srovei galioja Omo dësnis.

Medþiagos iðsisikyrimas ant elektrodø, tekant srovei elektrolitu, vadinamas elektrolize. Elektorlizës metu patys elektrodai gali reaguoti arba nereaguoti su elektrolitu.

FARADËJAUS DËSNIS. Elektrolizës metu
iðsiskyrusios medþiagos masë yra tiesiog proporcinga srovës stiprumui ir jos tekëjimo laikui: m=kIt q=It m=kq
Proporcingumo koeficientas k vadinamas iðskirtosios medþiagos elektrocheminiu ekvivalentu. Jis priklauso nuo jonø masës ir valentingumo. [k]=1kg/C
Visi vienos rûðies jonai yra vienodos masës ir perneða vienodà krûvá. vadinasi, kuo didesnis pratekëjæs elektrolitu krûvis, tuo daugiau jonø neutralizavosi prie elektrodø ir tuo didesnë bendra jø masë.
Faradëjaus skaièius F=965*10²C/mol

Elektrolizës taikymas: galvaniniai cechai, kuriuose geleþinës ir plieninës detalës padengiamos nerûdijanèiais metalais. Sidabruojami ir auksuojami papuoðalai. Metaliniø dangø nusodinimas ant gaminiø vadinamas galvanostegija. Tiksliø metaliniø kopijø gamyba elektrolizës bûdu vadinama galvanoplastika. Galvanoplastikos bûdu gaminamos patefono plokðteliø matricos, skulptûrø kopijos.

ELEKTROS SROVË DUJOSE IR VAKUUME
Aukðtoje temperatûroje dujø molekulës ágyja tokià didelæ energijà, kad susidurdamos iðmuða elektronus – jonizuoja viena kità. Netekusios elektronø molekulës tampa teigiamais jonais. Atskilæ elektronai sudaro neigiamus jonus. Dujø elektrinis laidumas yra miðrus: joninis ir elektroninis. Dujas galima jonizuoti ðvitinant oro tarpà ultravioletiniais, Rentgeno arba radioaktyviøjø medþiagø skleidþiamais spinduliais. Srovë dijose vadinama iðlydþiu.

Elektronas ir teigiamas jonas susidûræ gali sudaryti
neutralø atomà ar molekulæ – tai molizacija arba elektringøjø daleliø rekombinacija. Nustojus veikti jonizatoriui, dujos greitai molizuojasi ir srovë nutrûksta. Toks iðlydis, kuris vyksta veikiant paðaliniam jonizatoriui, vadinamas nesavaiminiu.
VOLTAMPERINË CHARAKTERISTIKA. Didinant átampà, krûvininkø greitis didëja, vis daugiau jø pasiekia elektrodus ir srovës stiprumas didëja proporcingai átampai (OA) Iki átampos Ua srovë dujose paklûsta Omo dësniui. Kai átampa pasiekia Ua ir toliau didëja iki Ub, tai srovës stiprumas lieka pastovus. Tai ávyksta todël, kad jau visi jonizatoriaus sukurti krûvininkai pasiekia elektrodus ir nëra ið ko srovei didëti. Srovë, kurios stiprumas nepriklauso nuo átampos, vadinama soties srove. Nuo átampos Ub srovës stiprumas staigiai kyla (BC), nors jonizatoriaus galia ir nedidinama. Jonizatoriaus gali ir nebûti srovë vis tiek tekës. Izoliatoriaus pramuðimo prieþastis yra smûginë dujø jonizacija. Stipriame elektriniame
lauke elektringosios dalelës ágyja didelá greitá. Jø kinetinës energijos uþtenka jonizuoti neutralià
molekulæ – iðmuðti ið jos elektronà – tai smûginë jonizacija. Smûginë jonizacija gali prasidëti visai nesant paðalinio jonizatoriaus – savaime, nes dujose visuomet yra ðiek tiek reikalingø jos pradþiai laisvø elektronø. Iðlydis dujose, vykstantis be jonizatoriaus, vadinamas savaiminiu.

I C

Is A B

0 Ua Ub U

Oro jonizacijos lygio matavimu pagrástas radioaktyviojo spinduliavimo matuokliø dozimetrø veikimas. Dozimetras sudarytas ið jonizacijos kameros, jautraus galvonometro, elektros ðaltinio. Jonizaciniai prietaisai, skirti pavienëms elektringoms dalelëms registruoti, vadinami Geigerio skaitikliais.
SAVAIMINIO IÐLYDÞIO ATMAINOS:
Kibirkðtinis. (þaibas). Kibirkðtys lydo metalus, gadina jungiklius, pramuðamos skylutës stikle, uþdega benzinà varikliuose.
Vainikinis. Smûginë jonizacija gali vykti tik ten kur laukas stipriausias, ir be kibirkðtinio iðlydþio. Ðvytintis vainikas apie laidus susidaro, dujoms jonizuojantis ne visoje erdvëje tarp laidø, o kur laukas stipriausias. Vainikinis iðlydis sudaro nemaþus energijos nuostolius. Ðis iðlydis naudojamas elektrofiltruose.
Elektros lankas (Voltos lankas). Elektros lankas uþsidega veikiant neaukðtai átampai, bet srovës
stiprumas turi bûti didelis. Norint gauti elekrtos lankà, reikia átampà prijungti prie dviejø angliniø elektrodø, jø laidus akimirkai suglausti ir graitai atitraukti nedideliu atstumu. Elektros lankas naudojamas metalams lydyti, pjaustyti, virinti, geras ðviesos ðaltinis (proþektoriams).
ELEKTROS SROVË PRARETINTOSE DUJOSE. Tekant srovei, dujos vamzdelyje pradeda ðvytëti. Ðvieèiantis stulpelis maþëjant slëgiui pleèiasi, ðviesëja ir palaipsniui uþpildo visà vamzdá. Ðis iðlydis vadinamas rusenanèiuoju. Kiekvienos dujos praretintos ðvyti tik joms bûdinga spalva. Ðvieèiantys vamzdeliai naudojami reklamose, gatviø apðvietimui. Áleidus oro á vamzdelá, ðvytëjimas nyksta.
PLAZMA. Ið dalies arba visai jonizuotos dujos vadinamos plazma. Plazma elektriðkai neutrali, nes jà sudaranèiø teigiamø ir neigiamø krûviø koncentracija vienoda. Saulë, þvaigþdës sudarytos ið plazmos. Saulës radiacijos jonizuoti virðutiniai atmosferos sluoksniai – þemos temperatûros plazma – supa þemæ. Tai jonosfera. Saulës vëjas sukelia jonosferoje oro ðvytëjimà – ðiaurës paðvaistes.
Magnetinis plazmodinaminis generatorius deganèio kuro energijà tiesiogiai verèia elektros energija.
ELEKTROS ÐALTINIS VAKUUME. Labiau retintas dujas, ðvytëjimas silpnës, kol iðnyks. Giliame vakuume srovë nutrûksta. Inde molekuliø lieka tiek maþai, kad jos juda beveik nesusidurdamos. Srovei reikalinga smûginë jonizacija. Smarkiai ákaitintas metalas pradeda spinduliuoti elektronus. Ðis procesas
vadinamas termoelektrine emisija, o atsiradæ elektronai – termoelektronais. Iðlëkæ elektronai kaupiasi prie jo pavirðiaus ir sudaro neigiamà tûriná krûvá – elektronø debesëlá, kuris stabdo elektronø “garavimà”. Sudarius prieðingos krypties elektriná laukà, bus ið debesëlio iðsiurbiami
termoelektronai ir judës kryptingai vakuumu – tekës srovë. Pritaikoma technikoje elektroninëse lempose, fotoelementuose.
DIODAS (vakuuminis).

Diodà sudaro stiklinis arba metalinis balionas, ið kurio iðsiurbtas oras. Ið dviejø elektrodø – katodo – yra elektronø ðaltinis: jis ákaitinamas leidþiant srovæ ið nedidelës átampos. Tarp katodo ir anodo jungiama valdomoji átampa, vadinama anodo átampa. Kol katodas ðaltas, srovës tarp katodo ir anodo nëra. Bet ájungus katodo kaitinimà atsiranda srovë, nes anodas traukia iðspinduliuotus elektronus, o katodas juos stumia.
Srovæ vakuume galima reguliuoti dviem bûdais: keièiant anodo átampà arba katodo temperatûrà.
VOLTAMPERINË CHARAKTERISTIKA. Srovei tekant vakuumu, jos stiprumas priklauso nuo átampos panaðiai kaip dujose, kurias veikia jonizatorius. Didinant anodo átampà srovës stiprumas stiprëja, kiek ið katodo iðlekia elektronø, tiek pat patenka á anodà. Toliau didinant átampà, srovë negali stiprëti – soties srovë. Padidinti soties srovæ galima tik pakëlus katodo temperatûrà.
Diodu srovë gali tekëti tik vien kryptimi. Ði savybë naudojama kintamajai srovei lyginti – paversti vienos krypties srove.
TRIODAS (elektroninë lempa) Diodas tik praleidþia arba nepraleidþia srovës, o triodas dar ir valdo srovæ – stiprina, silpnina. Triode yra áterptas tarp anodo ir katodo treèias elektrodas – tinklelis.
Bûdamas arti katodo, tinklelis savo elektriniu lauku stipriai veikia elektronø debesëlá. Áelektrinus tinklelá katodo katodo atþvilgiu neigiamai, jo elekrinis laukas stabdo elektronø judëjimà link nevëluodama atkartoja anodo grandinës srovë. Triodai taikomi silpniems átampos svyravimams stiprinti.
ELEKTRONINIS VAMZDIS. Greiti elektronai, atsimuðdami á kai kurias medþiagas, sukelia jø ðvytëjimà – liuminoforai. Kuo daugiau atsimuðanèiø elektronø, tuo daugiau ðvyti. Principas elektrinius signalus paversti ðviesos – spalvos signalu. Elektroniná vamzdá sudaro storasienë kolba, ið kurios
iðsiurbtas oras. Priekinë kolbos sienelë – ekranas, ið vidaus padengta liuminoforu, kuris ðvyti, veikiamas greitø elektronø. Kolboje ámontuotas elektronø proþektorius, átaisas , kuris sukuria elektronø srautà ir já suglaudþia á siaurà spindulá. Elektronø lëkimo kryptá galima valdyti elektriniu ar magnetiniu lauku. Valdantis elektrinis laukas sudaromas tarp dviejø plokðteliø: neigiamos ir teigiamos. Vamzdyje valdymo sistemà sydaro dvi horizontalios ir dvi vertikalios plokðtës. Keièia átampà, todël jis pieðia. Liuminoforø
ðvytëjimas neturi inercijos. Elektroniniai vamzdþiai naudojami greitiems periodiniams procesams tirti, televizoriø ekranuose, radiolokatoriuose.
ELEKTROS SROVË PUSLAIDININKIUOSE
Puslaidininkiai – pusiau pralaidþios elektros srovei medþiagos. Joms bûdinga, kad jø laidumas priklauso
nuo priemaiðø ir iðoriniø sàlygø: ðviesos, temperatûros, slëgio. Eletrotechnikoje naudojamos puslaidininkinës medþiagos: silicis, galio arsenidas, germanis, selenas ir kt.
Su laisvaisiais elektronais susijæs puslaidininkio laidumas vadinamas elektroniniu laidumu arba n laidumu.
Elektrono netekæs atomas judëti kristale negali, taèiau gali prisitraukti gretimo atomo elektronà. Likusià tuðèià vietà – skylæ, gali uþpidyti kito atomo elektronas, palikdamas savo vietoj skylæ. perëjo skylë – tai perëjo ir teigiamas krûvis. Elektriniame lauke skylës juda prieð lauko kryptá. Jø lemiamà laidumà vadiname skyliniu laidumu arba p laidumu.
Gryname puslaidininke skylës atsiranda kartu – poromis, jø skaièius bûna vienodas. Tokio puslaidininkio laidumas, pusiau elektroninis ir pusiau skylinis, vadinamas savuoju laidumu. Puslaidininkiø laidumas priklauso: nuo temperatûros (ðylant jø varþa maþëja, todël bûdingas temperatûrinis varþos koeficientas), ðviesos spinduliø.
Puslaidininkiniai prietaisai, kuriø veikimas pagrástas jø varþos kitimu kintant temperatûrai, vadinami termistoriais arba termorezistoriais.
Termistorius sudarytas ið korpuso, puslaidininkinio elemento ir kontaktiniø laidø. Paprasta konstrukcija, maþas, svarbiausias automatikos átaisø elementas. termistoriai matuoja temperatûros skirtumus milijonosios laipsnio dalies tikslumu.
Fotorezistorius. Puslaidininkinio elektronai gali iðsilaisvinti ir gavæ energijos ið ðviesos spinduliø. Prietaisai, kuriø veikimas ðia savybe pagrástas,
vadinami fotorezistoriais. Fotorezistoriø sudaro: skaidri dielektriko plokðtë, ið vienos pusës padengta plonu puslaidininkio sluoksniu. Ðis sluoksnis skiria srovei laidþius elektrodus. Apðvietus puslaidininká, jame padaugëja krûvininkø, sumaþëja varþa ir grandine ima tekëti apie tai signalizuojanti srovë. Jie taikomi mokslo, technikos srityse.
PRIEMAIÐINIS PUSLAIDININKIØ LAIDUMAS
n arba p laidumas gaunamas áterpiant á grynà kristalà priemaiðø. Tada dar atsiranda priemaiðinis laidumas.
n-tipo puslaidininkio gavimas. Á 4valentá germaná ámaiðoma penkiavalenèio arseno. Susidarys 4 jungtys, kai germanio atomas jungsis su arseno atomu. penktasis elektronas silpnai traukiamas branduolio, todël taps laisvas. penktieji elektronai padidina elektroniná puslaidininkio laidumà. Puslaidininká pakaitinus jungtys trûkinëja ir susidaro papildomas skaièius elektronø ir skyluèiø. Priemaiðos, didinanèios elektroniná puslaidininkio laidumà, vadinamos donorais. Èia pagrindiniai krûvio neðëjai – elektronai, o nepagrindiniai – skylutës.
p-tipo puslaidininkio gavimas. Á germaná ámaiðoma
trivalenèio indþio. Jungiantis atomams susidaro trys patvarios jungtys, o ketvirtajai trûksta susidaryti 1 elektrono, todël ten bus skylutë. Elektronai nepagrindiniai neðëjai, o skylutës pagrindiniai krûvio neðëjai. Primaiðos, didinanèios skyliná puslaidininkio laidumà vadinamos akceptoriais.
pn- sandûra. Suglaudus p ir n laidininkus pro lietimosi pavirðiø prasideda krûvininkø vienas kito neultralizacija – rekombinuoja, todël ðios dalies varþa didëja. Atsiradæ elektros krûviai kuria savo elektriná
laukà. Taip sandûroje atsiranda potencialø skirtumas – kontaktinë EVJ. Elektrinio lauko jëgos stabdo tolesnæ elektronø ir skyliø difuzijà, nes traukia elektronus atgal á n-sritá, skyles – á p-sritá. Nusistovi dinaminë pusiausvira.
ELEKTRONINIS ELEKTROS VENTILIS (diodas)
Jeigu n puslaidininkis bus sujungtas su ðaltinio teigiamu poliumi, o p puslaidininkis – su neigiamu poliumi, tai iðorinis elektrinis laukas bus tos paèios krypties kaip kontaktinis ir trauks krûvininkus nuo sandûros. Srovë labai maþa ir vadinama atbuline.

Prijungus átampà atvirkðèiai iðorinis elektrinis laukas bus nukreiptas prieð kontaktiná, kompensuos já ir skatins elektronus bei skyles judëti per sandûrà. Grandine tekës srovë.

pn sandûra yra laidi tik viena kryptimi. Puslaidininkiø sistema su pn sandûra vadinama puslaidininkiniu diodu arba puslaidininkiniu ventiliu.
Naudojami kintamai srovei lyginti.
TRANZISTORIUS
Prietaisas puslaidininkinis, kuris turi tris kontaktus ir skirtas srovei valdyti, vadinamas Tranzistoriumi. Tranzistorius sudarytas ið 3 puslaidininkiø, atskirtø vienas nuo kito dviem pn sandûromis. Du kraðtiniai yra vienodo laidumo, o vidurinysis prieðingo. Tranzistoriai yra pnp arba npn. Tranzistoriaus vidurinioji dalis vadinama baze. Stiprinamoji kintama átampa – áëjimo signalu, patenka tarp bazës ir vienos kraðtinës dalies – emiterio. Kita kraðtinës dalis vadinama kolektoriumi. Tranzistoriui reikia dviejø elektros ðaltiniø: maþesnës átampos emiterio ðaltinio, didesnës átampos kolektoriaus ðaltinio.

Tranzistoriai bûna taðkiniai ir plokðtiniai. taðkinis ne ekonomiðkas. Plokðtiná triodà sudaro kristalo plokðtës:
Jungimas. Tranzistoriaus emiterio ðaltinis visuomet jungiamas taip, kad emiterio – bazës sandûra (np) bûtø laidi srovei: teigiamas polius – su baze, neigiamas – su emiteriu, jei tranzistorius npn. Kolektoriaus ðaltinis atvirkðèiai, turi bûti prijungtas taip, kad bazës – kolektoriaus sandûra (pn) bûtø nelaidi srovei: teigiamas polius jungiamas su kolektoriumi, neigiamas – su baze.
Kaip stiprina tranzistorius? Bazë yra labai siaura. Pajungus elektros ðaltiná ið p srities skylutës difunduoja á n sritá. Kadangi n sritis plona, tai didelë dalis skyluèiø pereina á kolektoriø (nespëja susijungt)
Iemiterio=Ikolektoriaus; R1

Leave a Comment