<%@LANGUAGE="JAVASCRIPT" CODEPAGE="1252"%> ASTEL - FYKE-opas
       
 

SÄHKÖ JA MAGNETISMI

TULOSTETTAVA PDF

1. SÄHKÖVARAUSTA SYNTYY HANGATESSA
Sähkövaraus synnyttää sähköisen vuorovaikutuksen

Yksinkertainen malli kappaleen varautumisesta
Polarisaatio
Salaman synty
Sähkövarauksen historiaa
Tutkimus: Kappaleen varaaminen
Varatun kappaleen vaikutus varaamattomaan kappaleeseen

Demonstraatioita

2. VIRTAPIIRI
Komponentti ja virtapiiri
Jännite ja sähkövirta
Sähkövirralla siirretään energiaa
Piirrosmerkit
Tasa- ja vaihtovirta
Johteet ja eristeet
Sähkölaitteiden virtapiirit
Ihmisen virtapiirit
Tutkimus: Lamppu hehkumaan
Eriste eristää ja johde johtaa
Kalvokytkin kytkee

3. PERUSKYTKENNÄT
Jännitteen ja sähkövirran mittaaminen
Paristojen kytkennät
Lamppujen kytkentöjen vaikutus sähkövirtaan
Oikosulku
Sulake
Resistanssi

Tutkimuksia:
Jännitteen mittaaminen
Sähkövirran mittaaminen
Paristojen kytkennät
Sähköiset kytkennät

4. JÄNNITELÄHDE YLLÄPITÄÄ JÄNNITETTÄ
Pariston jännite
Napajännite
Voltan pari
Paristo ja akku
Tutkimus: Valoa perunasta
Tehtäviä

5. SÄHKÖENERGIA JA -TEHO
Valaisutehon riippuvuus jännitteestä ja sähkövirrasta
Sähköteho
Sähköenergia
Termostaatti

Tutkimuksia:
Lämmitin

Hehkuva lanka
Demonstraatioita

6. MAGNETISMI JA KOMPASSI
Kompassi
Magneettinen vuorovaikutus
Magnetoituminen
Magneettikenttä
Maan magneettikenttä
Magnetoitumisen selitys

Tutkimus:
Kompassi
Magneettinen vuorovaikutus
Tankomagneetin valmistaminen
Tehtäviä
Demonstraatioita

7.SÄHKÖMAGNEETTI
Virtajohdin käyttäytyy magneetin tavoin
Sähkömagneetin valmistaminen
Sähkövirran yksikkö
Sähkömagnetismin sovelluksia
Sähkösoittokello
Sähkömoottori
Kaiutin
Aivojen magneettikenttä
Magneettinen tiedontallennus
Tutkimuksia
Tehtäviä

8. SÄHKÖVIRRAN SYNNYTTÄMINEN
Generaattori
Vaihtojännite
Muuntaja
Energian siirto sähkövirran avulla
Auringon energia kiertää maapallolla
Lämpövoimalaitos
Vesi- ja tuulivoimalaitos
Ydinvoimalaitos
Energiantuotannon riskit
Energiantuotannon päästöt

Tutkimuksia:
Induktioilmiö
Generaattori

9. SÄHKÖTURVALLISUUS
Sulake
Sähkölaitteen suojaus
Valaisin ja lampun vaihto
Sähköisku
Kodinkoneiden huolto ja vaaratilanteita niiden käytössä
Pistotulpan vaihto

 

   

Jännite ja sähkövirta

Kytketään kaksi paristoa sarjaan. Havaitaan, että ne yhdessä saavat lampun hehkumaan paljon kirkkaammin kuin yksi paristo. Mitä kirkkaammin lamppu hehkuu sitä suurempi sähkövirta piirissä kulkee.

Kaksi paristoa sarjassa

Pariston voimakkuutta kuvaava suure on jännite. Koe havainnollistaa tämän suureen luonnetta. Paristot vahvistavat toisiaan, kun ne kytketään sarjaan. Kahden pariston yhteinen jännite on suurempi kuin yhden pariston jännite.

Mitä suurempi on piiriin kytketyn pariston jännite sitä suurempi sähkövirta piirissä kulkee.

Jos paristot kytketään vastakkain, lamppu ei hehku ollenkaan. Paristojen vaikutukset kumoavat toisensa ja piirissä ei kulje sähkövirtaa. Kun paristoja kytketään peräkkäin, niiden jännitteitä voidaan laskea yhteen ottamalla huomioon, miten päin ne on kytketty peräkkäin.

Paristojen vaikutukset kumoavat toisensa

Kemialliset reaktiot paristossa synnyttävät pariston napojen välille jännitteen. Kun jännite kasvaa, kasvaa sähkövirta piirissä. Jännitteen yksikkö on voltti (1 V).

Kytketään seuraavaksi kaksi lamppua sarjaan. Havaitaan, että lamput syttyvät ja sammuvat yhtä aikaa, palavat keskenään yhtä kirkkaasti, mutta huomattavasti himmeämmin kuin yksi lamppu yksinään.

Kaksi lamppua sarjassa. Sarjaan kytkennässä komponentin napa kytketään aina seuraavan komponentin napaan.

Sarjaan kytketyt lamput vastustavat sähkövirtaa enemmän kuin yksi lamppu. Tätä sähkövirran kulun vastustamisominaisuutta sanotaan komponentin tai kytkennän resistanssiksi. Mitä suurempi komponentin resistanssi on, sitä pienempi sähkövirta komponentin läpi kulkee.

Kokeen perusteella voidaan päätellä, että kaikki virtapiirin yksinkertaiset laitteet ja komponentit ovat kaksinapaisia. Jotta virtapiiristä tulisi suljettu, on virtapiirin kaikkien komponenttien navat yhdistettävä johtimella. Kun lamppu hehkuu, virtapiirissä kulkee kaikkialla yhtä suuri sähkövirta. Sähkövirta syntyy samanaikaisesti piirin jokaisessa kohdassa.

Tehdään vielä yksi sähkövirran ja samalla virtapiirin ominaisuuksia valaiseva koe. Kytketään kaksi lamppua rinnan. Havaitaan, että ne palavat yhtä kirkkaasti kuin yksi lamppu yksinään. Paristosta saadaan siis kaksinkertainen sähkövirta. Piirin haarautuessa myös virta jakautuu. Koska sähkövirta on kaksinkertainen, voidaan päätellä, että rinnan kytketyt lamput vastustavat sähkövirran kulkua vähemmän kuin yksi lamppu.

Kaksi lamppua rinnan. Rinnan kytkennässä molemmat komponentin navoista kytketään toisen komponentin napoihin.

Kun hehkulamppu kytketään pariston napoihin johtimilla,  virtapiirin syntyy sähkövirta. Hehkulangan läpi kulkeva sähkövirta saa sen hehkumaan. Mitä suurempi sähkövirta kulkee hehkulangan läpi, sitä voimakkaammin hehkulanka hehkuu. Sähkövirran yksikkö on ampeeri (1 A).