Joule-Lenzi seadus, võimsus, Ohmi seadus ja elektrilahendused

Elektriõpetuse põhimõisted ja seadused

Joule-Lenzi seadus

Joule-Lenzi seadus – elektrivoolu toimel juhist eemaldunud soojushulk on võrdeline voolutugevuse, juhi takistuse ja elektrivoolu kestvusega.

Q = I²Rt
Q – soojushulk (J); I – voolutugevus (A); R – takistus (Ω); t – aeg (s)

Elektriseadme võimsus

Elektriseadme võimsus – elektriseadme võime teha tööd.

N = U·I
N – võimsus (W); U – pinge (V); I – voolutugevus (A)

Ohmi seadus

Ohmi seadus – voolutugevus on võrdne elektromotoorjõuga ja pöördvõrdeline vooluahela kogutakistusega.

I = ε / (R + r)
ε – elektromotoorjõud (V); R – vooluahela takistus (väline; Ω); r – vooluahela takistus (sisemine; Ω)

Vooluallika mõisted

• Vooluallika tühijooks – vooluallikat ei kasutata ning vooluring on lüliti abil avatud või puudub üldse.
• Vooluallika lühis – selline olukord, kus elektrivoolu tarvitatakse, aga puudub tarbija; takistus on nullilähedane ning juhtmed kuumenevad.
• Vooluallikas – tekitab elektrivoolu pikema aja vältel ning muudab muud liiki energia elektrienergiaks.
• Elektromotoorjõud – maksimaalne pinge, mida antud vooluallikas üldse suudab tekitada.

Elektrolüüsi põhiseadus

Elektrolüüsi põhiseadus – alalisvoolu toimel elektroodile kantava aine mass m on võrdeline voolutugevuse I ja elektrolüüsi kestvusega t. Aine eraldumine toimub elektroodidel.

m = k·I·t
m – mass (kg); k – lahust iseloomustav võrdetegur; t – elektrolüüsi kestus (s); I – voolutugevus (A)

Gaaside ja vedelike elektrijuhtivus

• Gaas juhib elektrit, kui see on ioniseeritud. Aatomitest ja molekulidest lüüakse välja elektrone.
• Vedelik juhib elektrit, kui ta sisaldab soolasid, happeid või teatud metalle.

Elektrilahendused

Kaarlahendus

Tekib normaalrõhul teineteisest kuni mõne sentimeetri kaugusel paiknevate süsi- või metallelektroodide vahel. Takistus on väike, voolutugevus väga suur, pinge väike.

Kasutus: võimsad lambid, metallide sulatamine, elektrikeevitus.

Hõõglahendus

Realiseerub hõrendatud gaasides. Pinge on 100 V, voolutugevus 1–100 mA.

Kasutus: valgusreklaamid, signaallambid.

Sädelahendus

Õhk muutub väga tugevas elektriväljas lühiajaliselt elektrit juhtivaks. Puudub elektroodidevahelist pinget hoidev seade (vooluallikas). Pinge on madal, voolutugevus ülikõrge, ulatudes üle 100 000 A.

Näide: välk.

Koroonalahendus

Õhk hakkab elektrit juhtima teraviku piirkonnas. Pinge ja voolutugevus on peaaegu puudub.

Näide: St. Elmo tuled.