<%@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

 

   

1 SÄHKÖVARAUSTA SYNTYY HANGATESSA

Sähkövaraus synnyttää sähköisen vuorovaikutuksen

Kun Nano ottaa kuivalla ilmalla pipon päästä, hiukset hankautuvat villaiseen pipoon ja tulevat sähköisiksi. Hiusten sähköistyminen havaitaan siitä, että hiukset ovat pörröllään koska hiukset hylkivät toisiaan. Samalla tavalla keinokuituvaatteet ja piirtoheitinkalvo tulevat sähköisiksi, kun niitä hangataan.

Nano ja Piko päättävät tutkia piirtoheitinkalvojen sähköistymistä. Nano ottaa käteensä kaksi piirtoheitinkalvoa pöydältä. Kun hän vie ne lähekkäin, ne eivät vedä toisiaan puoleensa eivätkä hylji toisiaan eli niiden välillä ei havaita vuorovaikutusta. Piko hankaa molempia kalvoja villakankaalla. Kun Nano ottaa hangatut kalvot käteensä ja vie ne lähekkäin, ne hylkivät toisiaan. Kun Piko vie villakankaalla hangatun piirtoheitinkalvon villakankaan lähelle, ne vetävät toisiaan puoleensa. Kokeessa havaitaan, että hangatut piirtoheitinkalvot hylkivät toisiaan ja hankaamiseen käytetty kangas vetää kalvoa puoleensa. Hankaus synnyttää kalvoille ominaisuuden, joka aiheuttaa kalvojen välille selvästi havaittavan vuorovaikutuksen.

Nanon kädessä olevat hankaamattomat piirtoheitinkalvot eivät vaikuta toisiinsa. Kun piirtoheitinkalvoja on hangattu villakankaalla, ne hylkivät toisiaan. Pikon kädessä oleva hankaamisessa käytetty villakangas ja sillä hangattu piirtoheitinkalvo vetävät toisiaan puoleensa.

Sähköinen vuorovaikutus ilmenee hangattujen kappaleiden välisinä veto- tai poistovoimana.

Kappaleen hankauksessa saamaa ominaisuutta, joka synnyttää kappaleiden välille vuorovaikutuksen, kutsutaan sähkövaraukseksi. Sähkövaraus on kappaleen ominaisuus samalla tavalla kuin kappaleen massa tai lämpötila. Mitä suurempi on kappaleen massa sitä suuremmalla voimalla Maa vetää sitä puoleensa. Samalla tavalla, jos kappaleen sähkövaraus on suuri, voi kappaleen synnyttämä sähköinen vuorovaikutus olla voimakas.

Edellisessä kokeessa havaittiin, että hangatut kappaleet voivat hylkiä toisiaan tai vetää toisiaan puoleensa. Tämä ilmiö selitetään siten, että sähkövarauksia on kahdenlaisia. Toista lajia on alettu kutsua positiiviseksi ja toista negatiiviseksi sähkövaraukseksi. Kokeen perusteella ei voi päätellä, kummasta kappaleesta tulee positiivisesti varautunut ja kummasta negatiivisesti varautunut. Koe osittaa vain sen, että varauksia on kahdenlaisia.

Sähköisen vuorovaikutuksen aiheuttaa sähkövaraus. Sähkövaraus on joko positiivinen tai negatiivinen.

Piirtoheitinkalvo saa hankaamisessa negatiivisen sähkövarauksen ja hankaamiseen käytetty villakangas positiivisen sähkövarauksen. Samanmerkkisen sähkövarauksen saaneet kappaleet hylkivät toisiaan ja erimerkkisen varauksen saaneet vetävät tosiaan puoleensa.

Kappaleen sähkövarausta merkitään plus- ja miinusmerkeillä. Erimerkkisesti varautuneet kappaleet vetävät toisiaan puoleensa ja samanmerkkisesti varautuneet kappaleet hylkivät toisiaan.