Kap. 4 Trigger 9 SPENNING I LUFTA

Transkript

1 Kap. 4 Trigger 9 SPENNING I LUFTA

2 KJERNEBEGREPER Ladning Statisk elektrisitet Strøm Spenning Motstand Volt Ampere Ohm Åpen og lukket krets Seriekobling Parallellkobling Isolator Elektromagnet Induksjon Transformator Generator Jording

3 4.1 DEN SPENNENDE ELEKTRISITETEN Lynet til skrekk og glede! Forskere forstår fortsatt ikke helt hvordan lyn dannes på himmelen. Lyn = elektriske ladninger som beveger seg som ioner eller elektroner

4 HVA HVIS STRØMMEN BLIR BORTE? Kuldebølge over hele Europa - 20 grader celsius Strømmen blir borte i hele landet Hvordan vil det påvirke oss????

5 HVA ER ELEKTRISITET? Atomer: har nøytroner og positivt ladde protoner i kjernen, og negativt ladde elektroner som svirrer rundt kjernen. Elektrisk ladning: det virker krefter mellom ladninger. Like ladninger frastøter hverandre Ulike ladninger tiltrekker hverandre. Elektriske krefter virker inne i atomene/ mellom molekyler PÅVIRKER NESTEN ALT I NATUREN

6 STATISK ELEKTRISITET Når en type ladning hoper seg opp på en gjenstand = statisk elektrisitet Statisk stillestående, likevekt (dynamisk det motsatte) Elektrisiteten i ro til den lader seg ut mot noe med motsatt ladning. Hvordan gi noe elektrisk ladning? gni to materialer mot hverandre og elektroner vil lett hoppe over motsatte elektriske ladninger.

7 HVA FÅR LETT ELEKTRISK LADNING? Ladning i materialet avhenger av stoffenes egenskaper Liste s. 139 i boka viser evne til å bli positivt eller negativt ladet. To stoffer langt fra hverandre i lista vil ha lett for å lade hverandre opp positiv/negativ ladning.

8 4.2 STRØM OG SPENNING Elektrisk strøm = bevegelse av elektriske ladninger Strømstyrke hvor mange ladninger som passerer hvert sekund. Måles i ampere (A) Beveger elektronene seg raskt? skrur på taklyset med lysbryteren lys med en gang. Elektronene beveger seg bare noen cm i minuttet i en ledning

9 Positiv pol: område med overskudd av positiv ladning. Negativ pol: område med overskudd av negativ ladning. Batterier har en positiv pol (+) og negativ pol (-) Strøm må ha en vei å gå mellom polene = krets

10 Lysbryter to posisjoner åpen eller lukket krets. Lukket bryter kretsen er hel og strøm går gjennom = LUKKET KRETS Åpen bryter ikke kontakt mellom polene = ÅPEN krets

11 ELEKTRISK STRØM KAN VÆRE MER ENN ELEKTRONER Elektriske ladninger kan også være ioner (atomer el molekyler med elektrisk ladning). Elektrisk strøm strøm av ioner i en væske eller i en gass. Bordsalt (NaCl) spaltes til et positivt og negativt ion (Na+ og Cl-) De små positive ionene beveger seg raskere i vannet enn de store negative ionene strøm av positiv ladning som kan måles.

12 HVA ER SPENNING? Vannet må ha trykk (tyngdekraft eller vannpumpe) for at det skal strømme gjennom slangen. Spenning i en strømkrets kan sammenlignes. Batteri leverer strøm når det er koblet til lukket krets (skrur på lommelykt, mobiltelefon) strømmer elektroner fra negativ pol mot positiv pol. Tappes for spenning til utladet eller flatt batteri. Hva må til: spenning fra batteriet (oppladet) + mulig vei for strømmen å gå (lukket krets).

13 SPENNING Måles i volt (V). Elektriske støt tar rett på metalledning det går strøm i kroppen blir en del av kretsen strøm gjennom kroppen. Kan være farlig hvis spenningen er høy. Hjertet tåler svært lite strøm før det stopper. Hjertet slår på signal fra elektriske nervesignaler elektrisk støt gjennom hjertet kan forstyrre hjertets egne signaler hjertestans. Strøm kan starte et hjerte som har stoppet HJERTESTARTERE har reddet liv.

14 4.3 LEDERE OG ISOLATORER Ulike materialer har ulik evne til å lede strøm. LEDERE: leder strøm godt metaller. ISOLATORER: materialer som IKKE leder strøm (glass, porselen og plast) Plast utenpå strømledninger. God isolator strømmen blir ledet gjennom strømledningen. Vi kan ta på ledninger med plast utenpå uten å få strøm

15 NERVER UTEN ISOLASJON MS multippel sklerose: har problemer med å bevege seg. Det isolerende fettlaget rundt nervetrådene i kroppen er ødelagt. Dette stopper de elektriske signalene i å komme fram dit nervecellene prøver å sende dem.

16 MOTSTAND Hvert materiale har sin spesielle evne til å lede eller å isolere. Ikke enten/eller. Evnen til å lede elektrisitet avhenger av MOTSTAND = RESISTANS Materiale med høy motstand dårlig evne til å lede strøm Motstand: måles i ohm (Ω) Motstand i en elektrisk krets: lysdimmere eller volumknapp endrer på motstanden. Redusert motstand mer lys/lyd.

17 4.4 ELEKTRISKE KOBLINGER OG MÅLINGER Koblingskjema viser en oversikt over elektriske anlegg standard symboler.

18 PARALLELLKOBLING SERIEKOBLING To like lamper kobles parallellt strøm fordeler seg likt mellom lampene = parallellkobling. Samme lysstyrke som en lampe. Seriekobling lampene ligger på rekke og rad strøm går først gjennom nr. 1 osv. To lamper i serie lyser svakere enn en lampe alene. d=686244

19 HVORDAN MÅLER VI STRØM? Strømstyrke måles i ampere med et AMPERMETER Ampermeteret må kobles i serie for å måle. Spenning måles ved VOLTMETER. Måler spenning mellom to punkter i kretsen. Voltmeter må kobles i parallell for å måle.

20 SPENNING = MOTSTAND STRØM Batteri kobles til krets: motstanden i kretsen bestemmer hvor mye strøm gjennom. OHMS LOV: Spenning (U) = motstand (R) * strøm (I) U = R * I

21 OHMS LOV Så lenge motstand ikke forandrer seg, vil Ohms lov alltid gjelde. Sjelden motstand er helt konstant eks. lampe Kortslutning: når strømmen ikke følger lederen men plutselig finner ny vei med lavere motstand. Ohms lov lav motstand mye strøm gjennom kortslutning.

22 OHMS LOV Høyspentledninger 1000 V fugler sitter strømmen følger letteste vei gjennom kabelen. Sikringer: hindrer for mye strøm i en krets. Kretsens svakeste punkt. Sikringen «går» hvis over tålegrensa til sikringen. Dette sikrer at ikke noe annet blir skadet i stedet.

23 HVORDAN VIRKER ET BATTERI? Omdanning av kjemisk energi i atomer og molekyler til elektrisk energi.

24 4.5 HVORDAN LAGES STRØM? Batterier gir fra seg likestrøm Likestrøm = elektronene her beveger seg alltid i samme retning fra negativ til positiv pol. Lager en konstant spenning. Hvordan kan vi lage elektrisitet i store mengder uten batterier?

25 MAGNETENS EGENSKAPER Oppgave: Les tekst nederst s. 172

26 ELEKTROMAGNET Ved hjelp av elektrisitet kan vi lage en magnet:

27 LAGE STRØM VED HJELP AV MAGNET

28 HVORDAN BLIR STRØM TIL? Mange energikilder kan utnyttes vann, luft. Generator består av magneter og spoler. Bevegelse gjør at magnetene og spolene roterer i forhold til hverandre = strøm dannes. Induksjon = elektrisk strøm lages når et magnetfelt forandres rundt en ledning. Fører magnet inn og ut av spole. &page=search&q=generator

29 Generator lager vekselstrøm = strømretningen endres/veksler hele tiden. Spenning ut fra generatoren varierer hele tiden. Gir mye energi Likestrøm elektroner i batteri går hele tiden fra negativ til positiv pol. Spenning er konstant. Gir ikke så mye energi. Blir utladet og må lades opp. Batterier

30 4.6 STRØM I HVERDAGEN Stikkontakter: hva er pluss og minus? Strømnettet har vekselstrøm polene veksler hele tiden derfor trenger ikke stikkontakten positiv/negativ pol. Vanlig stikkontakt: spenning ca. 230 V vekselspenning fordi den veksler hele tiden (50 x sek = frekvens på 50 Hertz svingninger pr.sek)

31 ELEKTRIKERE GJØR EN VIKTIG JOBB Elektriske koblinger utført feil svært brannfarlige og kan drepe. Bare godkjente elektrikere har lov til å legge opp strømsystemer. Jordet elektrisk apparat: hvis det skjer en kortslutning vil strømmen bli ledet via jordledning ned i bakken i stedet for at vi får strømmen i oss.

32 HØYSPENNING Høyspentledninger har svært høy elektrisk spenning V. Frakter strøm fra kraftverkene ut til forbrukerne. Lite energi går tapt på veien. Effektivt. Høyspenning er farlig omdannes til 230 V til vårt bruk i TRANSFORMATORER Sammenkobling av spoler

33 TRANSFORMATORER Overfører spenning og strøm fra en spole til en annen. Hensikt: forandre spenningen til det nivået vi ønsker Spole A strøm inn = primærspolen Spole B induseres strøm (magnetfeltet veksler) = sekundærspolen Hvis spole B har dobbelt så mange viklinger som spole A vil spenning ut av transformatoren være dobbelt så HØY som inn. Halvparten så mange viklinger på spole B spenningen ut vil være redusert med halvparten inn.

34