<%@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

 

   

Sähköenergia

Voimalaitoksessa poltetaan esimerkiksi hiiltä eli vapautetaan hiileen sitoutunutta kemiallista energiaa. Energia muunnetaan voimalaitoksessa sähkö(energiaksi) ja siirretään pitkin korkeajännitelinjoja sähkön käyttäjille. Sähköllä saadaan aikaan kotona ja teollisuudessa liikettä, valoa ja lämpöä.

Sähkön siirto korkeajännitelinjoja pitkin 

Mitä tehokkaampi laite on, sitä nopeammin sen avulla työ tulee tehdyksi. Suurempitehoinen laite kuluttaa nopeammin myös energiaa. Esimerkiksi hehkulampun teho ilmoittaa, millä teholla se muuntaa sähköä valoksi ja lämmöksi.

Harrastelijalle riittää 500 W:n porakone, mutta ammattimies tarvitsee 1000 W:n laitteen.

Kun vesikattilaa lämmitetään liedellä, veden saama energia havaitaan veden lämpenemisenä. Vesi saa sitä enemmän energiaa, mitä kauemmin lämmitys kestää. Veden lämpenemiseen vaikuttaa lämmitysajan lisäksi levyn lämmitysteho. Kattilassa oleva vesi saa sitä enemmän energiaa, mitä suuremmalla teholla ja mitä kauemmin vettä lämmitetään.

Sähkön avulla siirretty energia voidaan laskea, kun tunnetaan laitteen teho ja laitteen käyttöaika, kertomalla teho ja aika keskenään. Myös sähköllä siirretyn energian yksikkö on 1 J (joule).

Sähkölaitteiden energiankulutus voidaan joissakin tapauksissa laskea, kun tiedetään sähkölaitteen teho ja käyttöaika. Käyttöaikaa arvioitaessa on huomattava, että monissa laitteissa, kuten sähkökiukaassa, on termostaatti, jolloin laite ei ole päällä jatkuvasti. Teho on merkitty laitteen arvokilpeen. Kulutusta laskettaessa teho muunnetaan kilowateiksi (1000 W = 1 kW) ja käyttöaika tunneiksi. Laite kuluttaa sitä enemmän energiaa mitä suurempi sen teho (P) on ja mitä kauemmin (t) laitetta käytetään. Sähkölaitteen käyttämä sähköenergia lasketaan kertomalla laitteen teho P (kW) käyttöajalla t (h). Energia = teho · aika eli E = Pt. Sähkölaitos laskuttaa kotitalouksia sähkön käytöstä käytettyjen kilowattituntien (kWh) perusteella.

Sähkölaitteen käyttökustannukset saadaan kertomalla käytetty energiamäärä sähköenergian yksikköhinnalla. Käyttökustannukset = käytetty sähköenergia · yksikköhinta.

Esimerkiksi, jos laitteen teho on 500 W eli 0,5 kW ja sitä käytetään 3 tuntia, sähköenergiaa käytetään tällöin

0,5 kW · 3 h = 1,5 kWh.

Jos sähkön yksikköhinta on 10 senttiä/kWh, tämä energiamäärä maksaa

1,5 kWh · 10 senttiä/kWh = 15 senttiä.