Menüü
Kiirviited
Keelevalik

Elektrostaatika. Alalisvoolu seadused

Kursuse kood F6
Valdkond loodusained
Kursuse nimetus Elektrostaatika. Alalisvoolu seadused.
Eelduskursused PK
Lõimumine matemaatika: vektorid, vektorite liitmine; siinus ja koosinus; bioloogia: potentsiaal närvisignaalis; terviseõpetus: elektriohutus; keskkonnahoid: energia säästmine; keemia: metallid ja mittemetallid igapäevaelus, keemilised vooluallikad.
Õppetöö korraldus
(eeldus 35 tundi)		 kontakttunnid, praktilised tööd, iseseisvad tööd
Õpetamise aeg 11. klass
Kursuse eesmärgid Kursuses õpitakse arvutama laetud kehade vahelisi jõude ja nende vahendamist elektrivälja kaudu. Õpitakse alalisvoolu seaduste rakendamist lihtsamate vooluringide arvutustes.
Kursuse lühikirjeldus Elektrostaatika
Kehade elektriseerumine. Elektrilaeng. Positiivne ja negatiivne laeng. Elementaarlaeng. Elektriliselt isoleeritud süsteem. Laengu jäävuse seadus. Laetud keha, punktlaeng. Coulomb’i seadus.
Elektriväli. Elektrivälja tugevus. Punktlaengu väljatugevus. Elektrivälja superpositsiooni printsiip. Elektrivälja jõujooned. Homogeenne elektriväli. Juht elektriväljas. Varjestamine. Dielektrik elektriväljas. Polarisatsioon. Dielektriline läbitavus. Piesoelektriline efekt, piesoelektrikud.
Töö laengu liikumisel elektriväljas. Laetud keha potentsiaalne energia. Elektrivälja potentsiaal ja pinge. Ekvipotentsiaalipinnad.
Kondensaator. Kondensaatori mahtuvus. Üksiku juhi mahtuvus. Plaatkondensaatori mahtuvus. Kondensaatorite ehitus ja liigid. Jada- ja rööbiti ühendatud kondensaatorpatarei mahtuvus. Laetud kondensaatori energia. Kondensaatorite kasutamine.
Alalisvool
Vaba laengukandja. Juht, dielektrik ja pooljuht. Elektrivool. Elektrivoolu tekkimise tingimused. Elektrivool metallides, vedelikes ja gaasides. Voolutugevust määravad suurused. Ohmi seadus vooluringi osa kohta. Juhi takistus ja eritakistus. Takistuse sõltuvus temperatuurist. Ülijuhtivus. Voolutugevus, pinge ja takistus juhtide jada- ja rööpühenduse korral. Juhtide kombineeritud ühendused.
Elektrivoolu soojuslik toime. Elektrivoolu töö ja võimsus. Joule’i -Lenzi seadus.
Alalisvooluallikad. Kõrvaljõud. Vooluallika elektromotoorjõud. Vooluallika sisetakistus. Ohmi seadus kogu vooluringi kohta. Klemmipinge. Vooluallika töörežiimid. Vooluallikate jadamisi ja rööbiti ühendamine.

Soovituslike ja kohustuslike praktiliste tööde loetelu:

  • elektrostaatika seaduspärasuste praktiline uurimine kahe elektripendli (niidi otsas rippuva elektriseeritud fooliumsilindri) abil;
  • kondensaatori mahtuvuse määramine milliampermeetri abil;
  • veaarvutus elektrimõõteriistade korral;
  • elektripirni (takisti) takistuse määramine koos veaarvutusega;
  • reostaadi traadi eritakistuse määramine;
  • Ohmi seaduse kehtivuse kontrollimine;
  • voolutugevuse, pinge ja takistuse mõõtmine multimeetriga;
  • juhtide jada- ja rööpühenduse seaduste kontrollimine;
  • vooluallika elektromotoorjõu ja sisetakistuse määramine;
  • elektrisoojendusseadme kasuteguri määramine.
Kursuse õpitulemused Kursuse lõpetaja:

  • teab põhimõisteid: elektrilaeng, elektrilaengute vaheline jõud, elektrivool, elektrivoolu tekkemehhanism, elektrivälja tugevus ja potentsiaal, töö elektriväljas, elektronvolt, pinge, elektrimahtuvus, plaatkondensaator, voolutugevus, vooluallika elektromotoorjõud, elektritakistus ja aine eritakistus, metallkeha takistuse sõltuvus temperatuurist, ülijuhtivus, väljade superpositsiooniprintsiip, elektrivoolu töö ja võimsus, Ohm’i seadus, juhtide jada- ja rööpühendus, vooluring, vooluallikas, vooluallika sisetakistus, elektromotoorjõud;

  • oskab kasutada seoseid: 

  • mudeleid: elektrostaatiline väli, punktlaeng, juht, dielektrik, elektrivool;
  • joonistada vooluringi kasutades tingmärke: vooluallikas, takisti, reostaat, ampermeeter, voltmeeter, lüliti, hõõglamp, kondensaator;
  • oskab kasutada mõõteriistu: ampermeeter, voltmeeter, multimeeter;
  • oskab kirjeldada nähtusi ja rakendusi: elektriline varjestamine, polarisatsioon, piesoelektriline efekt ja selle kasutamine kaaludes ning kellades, kondensaator, kondensaatori kasutamine, elektrivool erinevates keskkondades;
  • eristab sõna laeng kolme tähendust: a) keha omadus osaleda mingis vastastikmõjus, b) seda omadust kirjeldav füüsikaline suurus ning c) osakeste kogum, millel on kõnealune omadus;
  • teab elektrivoolu kokkuleppelist suunda, seletab voolu suuna sõltumatust laengukandjate märgist ning kasutab probleemide lahendamisel valemit ;
  • teab, et elektrostaatilisel väljal ainult üks välja allikas – laetud keha, seletab nimetatud asjaolu ilmnemist väljade geomeetrias;
  • kasutab probleeme lahendades Coulomb’i seadust  ;
  • teab elektrivälja tugevuse definitsiooni ning oskab rakendada definitsioonivalemit ;
  • kasutab elektrivälja tugevuse vektorite suundade määramise eeskirju;
  • kasutab probleeme lahendades valemeid ;
  • seletab erinevusi mõistete pinge ja potentsiaal kasutamises;
  • joonistab kuni kahe väljatekitaja korral elektrostaatilise välja E-vektori etteantud punktis, joonistab välja jõujooni ja elektrostaatilise välja ekvipotentsiaalpindu;
  • teab, et kahe erinimeliselt laetud plaadi vahel tekib homogeenne elektriväli, oskab joonistada selle välja jõujooni;
  • rakendab probleemide lahendamisel seoseid ;
  • oskab arvutada kondensaatorite ühenduse kogumahtuvust;
  • seletab elektrivoolu tekkemehhanismi mikrotasemel, rakendades seost I=qnSv;
  • rakendab probleemide lahendamisel seost ;
  • rakendab probleemide lahendamisel Ohmi seadust vooluringi osa ja kogu vooluringi kohta: , ning elektrivoolu töö ja võimsuse avaldisi: A=UIt, N=UI;
  • arvutab elektrienergia maksumust ning planeerib selle järgi uute elektriseadmete kasutuselevõttu;
  • teab, et metallkeha takistus sõltub lineaarselt temperatuurist ning teab, kuidas takistuse temperatuurisõltuvus annab infot takistuse tekkemehhanismi kohta;
  • tunneb juhtme, vooluallika, lüliti, hõõglambi, takisti, reostaadi, kondensaatori, ampermeetri ja voltmeetri tingmärke ning kasutab neid lihtsamaid elektriskeeme lugedes ja konstrueerides;
  • kasutab multimeetrit voolutugevuse, pinge ja takistuse mõõtmiseks.
Hindamisviis Kursuse hinne moodustub kontrolltööde ja praktiliste tööde, tunnikontrollide ning iseseisvate tööde koondhinde alusel või arvestustöö alusel.
Õppematerjalid
Kirjandus (soovituslik kirjandus)		 K. Tarkpea “Füüsika 11. klassile 1. osa”
Ü. Ugaste, J. Saukas “Füüsika gümnaasiumile. Küsimusi ja ülesandeid I”
V. Väinaste “Valikvastustega füüsikaülesanded”
T. Ainsaar ja M. Reemann “Füüsika seeriaülesanded 2. osa”
A. Rõmkevitš ja I. Rõmkevitš “Füüsika ülesannete kogu keskkoolile”
G. Karu “Füüsika redeltestid”
e-õpik: http://opik.fyysika.ee/index.php/book/view/15
E. Paju, V. Paju “Füüsika ülesannete kogu gümnaasiumile”
Vastutav õppetool reaalainete õppetool
Kursuse väljund füüsika lõpueksam

  Viimati uuendatud: 26.02.2018