<%@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

 

   

Kalvokytkin kytkee

Tarvitset 3 postikortin kokoista pahvi- tai muovilevyä tai pitkän liuskan, joka taivutetaan kuvan mukaisesti, kolme johdinta, alumiinifoliota, summerin, kolmen pariston telineen ja kolme paristoa sekä liimaa, teippiä, sakset ja nitojan.

- Leikkaa kuvan mukaisesti neliön muotoinen reikä pahvikorttiin. Tästä kortista tulee kalvokytkimen keskimmäinen kerros.

- Piirrä reiän suuruinen neliö kahteen muuhun korttiin.

- Liimaa kaksi alumiinifoliosuikaletta toiseen korttiin siten, että suikaleet kulkevat neliön läpi, ovat lähekkäin, mutta eivät  kosketa toisiinsa ja ulottuvat kortin reunalle. Tästä kortista tulee kalvokytkimen pohja.

- Liimaa foliopala jäljelle jääneeseen korttiin siten, että se peittää piirtämäsi neliön. Tämä kortti on kalvokytkimen päällimmäinen kalvo.

- Niittaa kortit yhteen toisesta päästä ja kiinnitä hauenleukajohtimet alumiinisuikaleisiin.

Virtapiiri on suljettu, kun kaikki sähköä johtavat metalliosat ovat yhteydessä toisiinsa. Silloin summeri soi. Olet rakentanut kalvokytkimen.

- Piirrä kuva rakentamastasi virtapiiristä.

- Millä eri tavoin voit sulkea virtapiirin? Sulkeutuuko virtapiiri esimerkiksi silloin, kun pyörität jonkin esineen kalvokytkimen yli.

- Mihin tarkoituksiin kalvokytkintä voisit käyttää? Soveltuuko kytkin varashälyttimen kytkimeksi? Voiko sitä käyttää " tuolivahtina"? Piirrä kuva kehittämästäsi kalvokytkimen käyttösovelluksesta.


TEHTÄVIÄ

5. Yllä on ehdotettu erilaisia rakenteita tavalliselle hehkulampulle. Kuvista selviää, miten johtimet kulkevat hehkulampun metallikuoren sisällä. Mitkä kuvat esittävät parhaiten hehkulampun rakennetta?

6. Missä tilanteissa lamppu hehkuu? Luokittele virtapiirit suljettuihin ja avoimiin. Milloin virtapiiri on suljettu?

7.  Kattolamppu näyttää riippuvan yhden johdon varassa. Minkälainen on kattolampun suljettu virtapiiri?

8.  Piirrä kahden lampun, katkaisijan ja pariston kytkentäkaavio kytkennästä, jossa toinen lamppu hehkuu jatkuvasti ja toisen voi sytyttää katkaisijalla.


Demonstraatioita

1. Suljettu ja avoin virtapiiri

Rakenna paristosta, lampusta ja katkaisijasta kuvan mukainen virtapiiri. Huomaa, miten johtimet tulee kytkeä katkaisijaan. Lampun hehkumista voidaan säätää katkaisijasta.

Suljettu virtapiiri. Lamppu hehkuu.

Avoin virtapiiri. Lamppu ei hehku.

2. Lamppujen ja paristojen kytkentöjä

Kahden lampun ja kahden pariston avulla voidaan tehdä joukko kokeita, joiden perusteella voidaan päätellä muutamia kytkentöjen ominaisuuksia.

Peruskytkentä: lamppu on kytketty paristoon kahdella johtimella. Tähän peruskytkentään verrataan muita kytkentöjä. Kun katsoo oikein tarkkaan, huomaa, että lamppu hehkuu.

Kun paristot kytketään sarjaan (peräkkäin), lamppu hehkuu kirkkaammin kuin peruskytkennässä. Paristot vahvistavat toisiaan sarjaan kytkennässä.

Kun lamppuja kytketään rinnakkain (lamppujen navat yhdistetään ja kytketään sitten paristoon) lamput hehkuvat yhtä kirkkaasti kuin yksittäinen lamppu.

3. Johteet ja eristeet

Kuvan mukaisella kytkennällä voidaan tutkia, onko virtapiirin osaksi kytketty kappale johde vai eriste.

Lamppu ei hehku, joten vihreä kappale on eriste. Kun vihreän kappaleen tilalle laitetaan esimerkiksi rautanaula, lamppu hehkuu.