Sähkömagnetismia. Coulombin laki väliaineessa Eristeessä vuorovaikutus on heikompi kuin tyhjiössä. Varaus on kvantittunut suure eli, missä n = 1,2,3

Save this PDF as:
 WORD  PNG  TXT  JPG

Koko: px
Aloita esitys sivulta:

Download "Sähkömagnetismia. Coulombin laki väliaineessa Eristeessä vuorovaikutus on heikompi kuin tyhjiössä. Varaus on kvantittunut suure eli, missä n = 1,2,3"

Transkriptio

1 Sähkömagnetismia 22. helmikuuta :28 Sähkömagneettinen vuorovaikutus Sähkömagneettinen vuorovaikutus on yksi neljästä perusvuorovaikutuksesta Sähkömagneettinen vuorovaikutus syntyy kahden varatun kappaleen välille Sähkömagneettinen vuorovaikutus selittää Kaikki sähköiset ja magneettiset ilmiöt sisältäen mm. valon Aineiden fysikaaliset ominaisuudet Sähkövaraus Q Sähkövaraus kuvaa kappaleen kykyä aiheuttaa ja kokea sähkömagneettinen vuorovaikutus Vertaa massa gravitaatiovuorovaikutuksessa Sähkövarauksen yksikkö on C (coulombi) Kappaleen varaus aiheutuu elektronien ja protonien alkeisvarauksesta e Varaus on kvantittunut suure eli, missä n = 1,2,3 Varauksen säilyminen ja siirtyminen Sähkövarauksen säilymislaki Eristetyssä systeemissä positiivisten ja negatiivisten varausten summa on vakio Sähkövaraukset voivat siirtyä systeemin sisällä tai avoimesta systeemistä toiseen Siirtyvää varausta kutsutaan sähkövirraksi I Sähkövirta on tietyn pinnan läpäisevä varaus aikayksikössä Sähkövirta Sähkövirta on varattujen hiukkasten, yleensä elektronien, liikettä Sähkövirta on SI-järjestelmän perussuure Sähkövirran yksikkö on A (ampeeri) Sähkövirran suunnaksi on sovittu positiivisten varausten kulkusuunta Sähkövirta ei kuitenkaan ole vektorisuure 1C = 1As Coulombin laki Kahden pistemäisen varatun hiukkasen välinen sähköinen voima (Coulombin voima) on suoraan verrannollinen varausten ( ) tuloon ja kääntäen verrannollinen hiukkasten välisen etäisyyden r neliöön on sähkövakio eli tyhjiön permittiivisyys Coulombin laki väliaineessa Eristeessä vuorovaikutus on heikompi kuin tyhjiössä on aineen suhteellinen pemittiivisyys, joka on aineelle ominainen vakio FY6 Sivu 1

2 FY6 Sivu 2 Vetyatomitehtävä 22. helmikuuta :41 Bohrin atomimalli kuvaa erittäin hyvin vetyatomia. Mallin mukaan elektronit kiertävät atomiydintä ympyräradalla Coulombin voiman vaikutuksesta. Elektroni liikkuu vetyatomin perustilassa radallaan nopeudella 2,16*10^6m/s. Mikä on elektronin radan säde?

3 Sähkökenttä 4. maaliskuuta :55 Sähkömagneettinen vuorovaikutus on etävuorovaikutus Etävuorovaikutuksia mallinnetaan voimakentillä Sähkökenttä mallintaa paikallaan pysyvän varauksen voimavaikutusta ympärillään Kenttäviivojen suunta kertoo positiiviseen testivaraukseen vaikuttavan voiman suunnan Kenttäviivojen tiheys kertoo, kuinka suuren voiman varaus kohdistaa testivaraukseen https://phet.colorado.edu/en/simulation/charges-and-fields Pistevarauksen sähkökenttä Positiivisen varauksen kenttä kohdistuu varauksesta poispäin Negatiivisen varauksen kenttä kohdistuu varaukseen päin Usean varauksen sähkökenttä Kun varauksia on monta, kenttäviivat kaartuvat Positiiviseen varaukseen kohdistuvan voiman suunta on käyrän tangentin suuntaan https://phet.colorado.edu/fi/simulation/elec tric-hockey Sähkökentän voimakkuus Sähkökentän voimakkuus on suure, joka kuvaa (piste)varauksen ympärilleen aiheuttamaa voimavaikutusta Sähköisen voiman F suuruus riippuu aina myös kenttään joutuvan kappaleen varauksesta Sähkökentän voimakkuus riippuu vain kentän aiheuttavasta varauksesta (tai varauksista) Vertaa: gravitaatiovoima ja putoamiskiihtyvyys, ja Sähkökentän voimakkuuden yksikkö: FY6 Sivu 3

4 Electric Field Hockey 4. maaliskuuta :49 Läksytehtävä: Läpäise Electric Field Hockeyn kolmostaso https://phet.colorado.edu/fi/simulation/electric-hockey Tässä tuloksia Screen clipping taken: :50 FY6 Sivu 4

5 Screen clipping taken: :55 Screen clipping taken: :01 FY6 Sivu 5

6 Homogeeninen sähkökenttä 6. maaliskuuta : Potentiaalienergiat Gravitaatio: Homogeeninen gravitaatiokenttä: Jousivoima: Sähköinen (homogeeninen): Homogeenisessa sähkökentässä sähkökentän voimakkuus on vakio, myös suunnaltaan Potentiaalienergia sähkökentässä Varatulla hiukkasella on sähkökentässä potentiaalienergiaa Vertaa massallisen kappaleen potentiaalienergia gravitaatiokentässä Homogeenisessa sähkökentässä hiukkasen potentiaalienergia on q on hiukkasen varaus E on sähkökentän voimakkuus X on hiukkasen etäisyys nollatasosta Sähkökenttäappletti Potentiaali (V) Yhdistetään kaksi varattua kappaletta toisiinsa Kun varauserot ovat tasoittuneet, kappaleet ovat samassa potentiaalissa -> Kappaleiden välillä ei siirry varausta eli ei kulje virtaa Jos kappale yhdistetään maahan, kappale on maan kanssa samassa potentiaalissa eli maadoitettu Maan potentiaalia kutsutaan nollapotentiaaliksi Olkoon varattu kappale (varaus q) homogeenisessa sähkökentässä Sähkökentän potentiaali on kentässä olevan hiukkasen sähköisen potentiaalienergian varauksen q osamäärä ja Potentiaalin yksikkö on voltti Homogeenisessa kentässä E on sähkökentän voimakkuus x on hiukkasen etäisyys nollapotentiaalista Jännite (U) Jännite on kahden pisteen välinen potentiaaliero Pisteiden A ja B välinen potentiaaliero on pisteiden A ja B välinen jännite Tasapotentiaalipinta Värillisten viivojen pisteet ovat kaikki samassa potentiaalissa eli tasapotentiaalipinnalla FY6 Sivu 6

7 Työ ja energia sähkökentässä 8. maaliskuuta :49 Sähköisen voiman tekemä työ Sähköinen voima on konservatiivinen voima Voiman tekemä työ ei riipu reitistä Työtä voidaan mallintaa potentiaalienergian avulla Sähköisen voiman varaukseen q tekemä työ W on Elektronivoltti: ja ovat pisteiden A ja B potentiaalit U on pisteiden A ja B välinen jännite Kokonaisenergia sähkökentässä Varatun hiukkasen (q,m) kokonaisenergia sähkökentässä on v on hiukkasen nopeus V on potentiaali hiukkasen paikassa FY6 Sivu 7

8 Johteet ja eristeet sähkökentässä 11. maaliskuuta :34 Johde Eriste Johde sähkökentässä Johdekappaleessa on vapaita varauksenkuljettajia (elektronit tai joissakin nesteissä ionit) Varatun johdekappaleen varaus asettuu kappaleen ulkopinnalle Samanmerkkiset varaukset pyrkivät kauas toisistaan Ulkoisessa sähkökentässä tapahtuu sähköinen influenssi Varaukset jakautuvat ulkoisen kentän mukaan Sähkökenttä ei pääse johteen sisälle Eriste sähkökentässä Eristeessä ei ole vapaita varauksenkuljettajia Ulkoisessa sähkökentässä eristeen dipolit suuntautuvat sähkökentän suuntaisiksi Jos eristeessä ei ole dipoleja, eristemolekyylit polarisoituvat sähkökentässä Niistä syntyy dipoleja Eristeen dipolit heikentävät ulkoista kenttää Suhteellinen permittiivisyys Eristeen suhteellinen permittiivisyys kuvaa eristeen kykyä vaikuttaa ulkoiseen sähkökenttään Katso eristeiden ominaisuuksia MAOL s.95 on sähkökentän voimakkuus eristeessä aina; mitä suurempi, sitä enemmän eriste heikentää ulkoista kenttää s.125. Testaa, osaatko 1. A 2. A 3. A 4. B 5. B, C 6. A 7. C 8. B 9. C 10. A, B, C (melkein) Millikanin koe sähkövarauksen kvantittumisesta https://www.youtube.com/watch?v=xmfyhag7liw FY6 Sivu 8

9 Virtapiiri 13. maaliskuuta :34 Virtapiiri muodostuu johtimista ja komponenteista (kuten vastus, lamppu, paristo ja kondensaattori) Virtapiiri esitetään usein kytkentäkaavion avulla Virtapiiri voi olla Suljettu, jolloin virta kulkee Avoin, jolloin virta ei kulje Tällä kurssilla käsitellään tasavirtapiirejä Kytkentäkaavio Kytkentäkaavio on yksinkertaistettu kuva virtapiiristä sovituin merkein Vertaa kartta Jännitelähde ja virta Virtapiirissä on jännitelähde, jonka napojen välillä on jännite Jännitelähteen lähdejännite synnyttää piiriin virran Virran suunta on jännitelähteen (+)-navasta (-)-napaan Virran mittaaminen Virtamittari mittaa mittarin läpi kulkevaa virtaa Kytketään sarjaan mitattavan laitteen kanssa Virtasilmukassa kulkeva virta on joka kohdassa silmukkaa sama Jännitteen mittaaminen Jännitemittari mittaa napojensa välisen jännitteen Kytketään rinnan mitattavan laitteen kanssa Kahden pisteen välinen jännite ei riipu "reitistä" A Virtamittari V Jännitemittari FY6 Sivu 9

10 Resistanssi 15. maaliskuuta :07 (Georg Ohm) Georg Ohm ( ) oli saksalainen fysiikan ja matematiikan opettaja Hän julkaisi vuonna 1827 kirjan "Die galvanische Kette, mathematisch bearbeitet", joka sisälsi ensimmäistä kertaa myös myöhemmin Ohmin lakina tunnetun lain Ohmin laki Virta I johteen läpi on suoraan verrannollinen johteen yli mitattavaan jännitehäviöön (U) R on verrannollisuuskerroin eli johdekappaleen resistanssi Resistanssi kuvaa johdekappaleen ominaisuutta vastustaa sähkövirran kulkua Ohmin laki pätee kohtuullisesti metallijohtimissa, jos lämpötila pysyy vakiona Vastus Vastukseksi kutsutaan laitetta, jolla on resistanssia Vastuksen resistanssi ei juuri muutu lämpötilan (virran) muuttuessa Tavallisten vastusten lisäksi on olemassa mm. säätövastuksia, lämpötilasta (NTC ja PTC) ja valaistuksesta (LDR) ja jännitteestä (VDR eli varistori) riippuvia vastuksia Vastus Potentiaali ja jännitehäviö Virtapiirin kaikilla pisteillä on potentiaali Piirin yksittäinen piste voidaan maadoittaa Potentiaali pisteessä on nolla Jos komponentilla ei ole lähdejännitettä sen päiden välisten potentiaalien erotus (napajännite) riippuu kytkennästä Tällöin napajännitettä kutsutaan laitteen jännitehäviöksi Piirin potentiaali laskee vastuksen yli virran kulkusuuntaan kuljettaessa jännitehäviön verran FY6 Sivu 10

11 Resistiivisyys 18. maaliskuuta :25 Resistiivisyys Resistiivisyys kuvaa aineen kykyä vastustaa sähkövirran kulkua Johtimen resistanssi R riippuu aineen resistiivisyyden lisäksi johtimen poikkipinta-alasta A ja johtimen pituudesta l Lämpötila vaikuttaa usein resistiivisyyteen FY6 Sivu 11

12 FY6 Sivu 12 Kokeellisen työn mittauspöytäkirja 18. maaliskuuta :48 Vaalean langan paksuus: 36 µm a-kohta Mittaus Jännite (V) Virta (A) 1 0,90 0,29 2 2,17 0,70 3 2,87 0,92 4 3,47 1,12 5 4,62 1,49 6 5,45 1,77 7 6,40 2,07 8 7,10 2,31 9 1,60 0, ,92 1, ,25 1, ,96 1,61 b-kohta Mittaus 1: Koko lanka Langan pituus 74 cm Resistanssi 3,2 Ω Mittaus 2 Langan pituus 64 cm Resistanssi 2,9 Ω Mittaus 3 Langan pituus 55 cm Resistanssi 2,4 Ω Mittaus 4 Langan pituus 46 cm Resistanssi 2,1 Ω Mittaus 5 Langan pituus 37 cm Resistanssi 1,7 Ω Mittaus 6 Langan pituus 32 cm Resistanssi 1,5 Ω Mittaus 7 Langan pituus 25 cm Resistanssi 1,2 Ω

13 FY6 Sivu 13 Mittaus 8 Langan pituus 20 cm Resistanssi 1,0 Ω Mittaus 9 Langan pituus 12 cm Resistanssi 0,7 Ω Mittaus 10 Langan pituus 5,0 cm Resistanssi 0,4 Ω

14 Kokeellisen työn juttuja 26. maaliskuuta :27 Digitaalinen versio kytkentäkaaviosta V Vaalean langan paksuus oli kirjoitettu väärin, se oli 360 µm R A Jälkikäteen lisätty taulukko Mittaus Langan pituus (cm) Langan pituus (m) Resistanssi (Ω) ,74 3, ,64 2, ,55 2, ,46 2, ,37 1, ,32 1, ,25 1, ,20 1, ,12 0,7 10 5,0 0,050 0,4 FY6 Sivu 14

15 FY6 Sivu 15 Vastusten kytkennät 20. maaliskuuta :55 Vastusten kytkentä sarjaan Vastusten sarjaankytkennän kokonaisresistanssi on vastusten resistanssien summa Vastusten kytkentä rinnan Vastusten rinnankytkennän kokonaisresistanssin käänteisarvo on resistanssien käänteisarvojen summa Summa summarum Kun vastuksia kytketään sarjaan, kokonaisresistanssi kasvaa Kun vastuksia kytketään rinnan, kokonaisresistanssi on aina pienempi kuin pienin kytkettävä vastus

16 FY6 Sivu 16 Energia 22. maaliskuuta :46 Joule James Prescott Joule ( ) on eräs energian säilymisen tutkimisen pioneereista Joule esitti vuonna 1840, että vastuksessa muuttuu energiaa lämmöksi teholla Joulen laki ja ja Kysymyksiä ja vastauksia 60 W hehkulamppu on kirkkaampi kuin 40 W hehkulamppu. Kumman resistanssi on suurempi? 40W hehkulampun. Suurempi teho syntyy 60 W hehkulampun pienemmän resistanssin vuoksi. 60 W lampussa hehkulanka on paksumpi kuin 40 W lampussa. Kotitalouksissa käytettävä verkkojännite on 230 V. Jännite on jaoteltu useisiin pistokkeisiin, jotka ovat usein eri sulakkeiden takana (esim. Valaistus, keittiö, makuuhuone jne). Miksi sulakkeita tarvitaan? Sulake rajoittaa virran suuruutta. Virta voi kasvaa äkillisesti, jos sähkölaite rikkoutuu ja menee esimerkiksi oikosulkuun. Tällöin sulakkeen rikkoutuminen estää kodin verkon rikkoutumisen ja mahdollisen onnettomuuden.

17 Pariston napajännite ja lähdejännite 22. maaliskuuta :42 Pariston napajännite ja lähdejännite Olkoon pariston lähdejännite E Oikeasti paristot eivät kuitenkaan ole ideaalisia, vaan niillä on sisäistä resistanssia Pariston navasta mitattu jännite on siis E Eli: Pariston napajännite U riippuu paristosta otettavasta virrasta I Kuorma ja oikosulku Jännitelähteeseen liitettyä ulkoista vastusta (tai vaikkapa pistokkeeseen liitettyä sähkölaitetta) kutsutaan kuormaksi Jännitelähteen kuormittamisella tarkoitetaan kuorman (eli laitteen) liittämistä jännitelähteeseen Jos kuorman resistanssi on 0, piirissä on vain jännitelähteen sisäinen resistanssi. Tällöin syntyvä virta on oikosulkuvirta FY6 Sivu 17

18 Kirchhoffin lait 25. maaliskuuta :32 Kirchhoffin 1. laki eli Kirchhoffin virtalaki Virtapiirissä haarautumispisteeseen tulevien sähkövirtojen summa on yhtä suuri kuin haarautumispisteestä lähtevien virtojen summa Kirchhoffin 2. laki eli Kirchhoffin jännitelaki Suljetun virtapiirin jokaisessa umpinaisessa silmukassa potentiaalimuutosten summa on nolla Fysiikka K11. t. 7. Sähköankerias (Electrophorus electricus) pystyy antamaan saaliilleen lamaannuttavia sähköiskuja. Sähkö tuotetaan erityisten sähköelinten avulla, jotka koostuvat suuresta joukosta sähkösoluja. Kukin solu voi luoda 0,15 V lähdejännitteen, ja solun sisäinen resistanssi on 0,25 Ω. Sähköelimessä on rinnankytkettynä 140 riviä sähkösoluja, ja kussakin rivissä on 5000 sähkösolua sarjaankytkettynä. Ankerias saa aikaan sähkövirran ympäröivään veteen, jonka resistanssi on 800 Ω muodostuvassa virtapiirissä. a) Piirrä periaatteellinen kytkentäkaavio b) Kuinka suuren maksimivirran ankerias voi aiheuttaa veteen? c) Kuinka suuri virta kulkee tällöin yhden sähkösolun läpi? Tehtävä paperilla FY6 Sivu 18

19 Kondensaattori 3. huhtikuuta :15 Kondensaattorin historia 1740-luvulla keksittiin, että vedellä täytettyyn lasipulloon voidaan "varastoida" staattista sähköä Benjamin Franklin ( ) päätteli vuonna 1749, että varaus on varastoitunut pullon lasiin, eikä pullossa olleeseen veteen Kondensaattori Kaksi samanlaista johdelevyä Toinen varataan Toinen maadoitetaan Sähköinen influenssi siirtää toiseen levyyn yhtä suuren, mutta miinusmerkkisen varauksen Kun maadoitus poistetaan, on syntynyt levykondensaattori Levyjen välille syntyy homogeeninen sähkökenttä -Q +Q Kondensaattorin varaus Q on kondensaattorin levyjen varauksen itseisarvo Kondensaattorin levyt on siis varattu +Q ja -Q Koska levyjen varaus on erilainen, levyjen välillä on potentiaaliero eli jännite U Osoittautuu, että kondensaattorin varauksen ja jännitteen suhde pysyy vakiona: C on kondensaattorin kapasitanssi, ja se mittaa kondensaattorin sähkönvaraamiskykyä Kapasitanssin yksikkö on faradi (F) Levykondensaattorin kapasitanssi Levykondensaattorin kapasitanssi kasvaa, kun Levyjen välimatka pienenee Levyjen pinta-ala kasvaa Levyjen välissä olevan eristeen permittiivisyys kasvaa Kondensaattorin energia Kondensaattorin levyt säilyttävät varauksensa, kunnes kondensaattori kytketään piiriin Kondensaattoriakin voidaan käyttää energiavarastona Kondensaattorin energia varastoituu sähkökenttään Kondensaattorissa ei kulje virtaa ellei kondensaattori varaudu tai purkaudu kyseisellä hetkellä Kondensaattori on englanniksi capacitor Käytännön kondensaattorit Kondensaattoreiden tärkeimmät ominaisuudet ovat kapasitanssi ja jännitteenkesto Näihin voidaan vaikuttaa parhaiten eristemateriaalilla Energian varastointiin soveltuvien kondensaattorien kapasitanssin täytyy olla suuri, eikä eristekerroksen läpi saa olla vuotovirtaa Ne ovat isoja ja kalliita Kondensaattorien tärkein käyttötarkoitus on vaihtosähköpiireissä (tähän palataan kurssilla FY7) FY6 Sivu 19

20 FY6 Sivu 20 Kondensaattorien kytkennät 5. huhtikuuta :07 Sarjaankytkentä Sarjaankytketyillä kondensaattoreilla on sama varaus Sarjaankytkettyjen kondensaattorien kokonaiskapasitanssi Rinnankytkentä Rinnankytkettyjen kondensaattorien kokonaiskapasitanssi

21 Puolijohteet 8. huhtikuuta :35 Elektroniikan synty Frederick Guthrie keksi 1873, että elektronit voivat siirtyä myös tyhjiön läpi, jos lämpötila on tarpeeksi suuri. Thomas Alva Edison patentoi myöhemmin tämän keksinnön. Triodi Tunnetaan myös elektroniputkena Putkielektroniikka Triodi oli tärkeä keksintö, sillä sitä kyettiin käyttämään vahvistimena ja kytkimenä sähköpiireissä Nämä elektroniputket olivat tärkeässä roolissa esimerkiksi radio- ja elokuvatekniikan kehityksessä Puolijohteiden vallankumous Transistori keksittiin 1947 ja se mullisti elektroniikan Ensimmäinen transistori valmistettiin germaniumista Ensimmäinen piitransistori valmistettiin 1954 Transistorit olivat pienempiä, halvempia, luotettavampia ja tehokkaampia kuin elektroniputket Kohti nykyaikaa Ensimmäiset mikropiirit (IC, integrated circuit) kehitettiin 1950-luvun lopussa Sittemmin mikropiirien tekniikkaa on saatu aina vain pienemmäksi, mikä on mahdollistanut aina vain nopeammat komponentit Nykyään piirien pieni koko alkaa aiheuttaa jo yllättäviä ongelmia piirien toiminnassa Kvanttimekaniikka Elektroniikan komponentit Jaetaan passiivisiin ja aktiivisiin komponentteihin Passiivisia: esim. vastukset ja kondensaattorit Aktiivisia: esim. transistorit Aktiivisten komponenttien toiminta perustuu nykyään puolijohteiden käyttöön Tällä kurssilla käsitellään vain erilaisia diodeja Diodi päästää virtaa läpi vain tähän suuntaan Diodi Diodi on komponentti, joka päästää virtaa läpi vain yhteen suuntaan Diodilla on kynnysjännite, jonka suuruus riippuu käytetystä puolijohdemateriaalista Kun kynnysjännite ylittyy, diodin sähkönjohtavuus muuttuu merkittävästi Diodin jännitehäviön suuruus ei merkittävästi muutu kynnysjännitteen ylityttyä Diodin kytkennät Diodin napoja kutsutaan anodiksi (+) ja katodiksi (-) Kun diodi kytketään päästösuuntaan, se toimii kuten edellä kuvattiin Kun diodi kytketään estosuuntaan, se ei johda sähköä Diodi voi rikkoutua, jos estosuuntainen jännite kasvaa liian suureksi ( V) Pientä vuotovirtaa voi esiintyä Erilaisia diodeja Tavallisia diodeja käytetään mm. loogisina kytkiminä ja vaihtovirran muuttamiseen tasavirraksi (tasasuuntaamiseen) Hohtodiodi eli LED (light emitting diode) muuttaa osan sen läpi kulkevasta energiasta valoksi Valon väri riippuu käytetystä puolijohdemateriaalista Zener-diodi johtaa sähköä myös estosuuntaan kynnysjännitteen ylityttyä Aurinkokenno toimii kääntäen LEDiin nähden: kennoon saapuva valo synnyttää tasajännitteen, jolla voidaan ladata akustoa Puolijohteet Puolijohde on ainetta, jonka sähkönjohtavuus riippuu merkittävästi vallitsevasta lämpötilasta ja seostuksesta Puolijohteina toimivat pääryhmän IV alkuaineet pii ja germanium Lisäksi on käytössä seospuolijohteita (III-V, mm. GaAs, InP) Valtaosa puolijohdekomponenteista valmistetaan piistä P- ja n-tyyppiset puolijohteet P-tyyppisen puolijohteen akseptoriatomit sitovat yhden ylimääräisen elektronin, jolloin syntyy aukko varauksenkuljettajaksi Positiivinen eli +-tyypin puolijohde N-tyyppisen puolijohteen donoriatomit antavat yhden ylimääräisen elektronin, jolloin kiteeseen tulee ylimääräinen elektroni varauksenkuljettajaksi Negatiivinen eli --tyypin puolijohde Puolijohteita voidaan mallintaa myös energiavöiden avulla, mutta se on kvanttifysiikkaa (ks. s. 166.) Kirjoitustehtävä syksyltä A-kuvassa tyhjennysalue on kapea, jolloin varauksenkuljettajat (aukot ja elektronit) pääsevät siirtymään ja puolijohde johtaa sähköä. Siispä puolijohde on kytketty päästösuuntaan. B-kohdassa tyhjennysalue on leveydeltään keskitasoa, jolloin diodiin ei ole kytketty jännitettä eli se on kytkemätön. C-kohdassa tyhjennysalue on leveä, jolloin diodi on kytketty estosuuntaan. (ks. s. 162.) FY6 Sivu 21

22 s t Elektronit kulkevat vastapäivään, jolloin virta kulkee myötäpäivään. FY6 Sivu 22

23 FY6 Sivu 23 Koealue 10. huhtikuuta :21 Kappaleiden tärkeysjärjestys ja tehtävämäärä 1-3 kpl 2-2 kpl 3-1 kpl 4-1 kpl Käyttökelpoisia kaavoja

24 Läksyt 22. helmikuuta :48 Ota ruutukaappausvideo Electric Field Hockeyn kolmostason läpäisystä, tee s.96.t.2-31, 2-38 t. 2-46, 2-49, 2-52, 2-54 t. (2-58), 2-60, 2-64, 2-66, (2-70) - ()=vapaaehtoinen, ei saa pisteitä s.125. Testaa, osaatko kohdat 2-10, s.124.t.2-73 Lue s.1-18, tee s.18.t.1-1, 1-3, 1-7 t.1-15, 1-20, 1-21, 1-24 t t. 1-45, 1-49, 1-50 t. 1-56, 1-58, 1-67 t. 1-82, 1-84, 1-86, (1-85 loppuun) t. 3-2, 3-9, 3-17 t. 3-28, 3-31, 3-34 t. 4-4, 4-5, 4-6 Kokeessa KAIKKIIN tehtäviin tulee piirtää kuvat! T: Opettajamme Mikäli voima muuttuu kappaleen liikkuessa, laske ratkaisu alku- ja loppuenergioiden avulla! Akku latautuu, kun sen läpi kulkee virta väärin päin! Kokeellisen työn palautus keskiviikkona FY6 Sivu 24

Coulombin laki. Sähkökentän E voimakkuus E = F q

Coulombin laki. Sähkökentän E voimakkuus E = F q Coulombin laki Kahden pistemäisen varatun hiukkasen välinen sähköinen voima F on suoraan verrannollinen varausten Q 1 ja Q 2 tuloon ja kääntäen verrannollinen etäisyyden r neliöön F = k Q 1Q 2 r 2, k =

Lisätiedot

SÄHKÖ KÄSITTEENÄ. Yleisnimitys suurelle joukolle ilmiöitä ja käsitteitä:

SÄHKÖ KÄSITTEENÄ. Yleisnimitys suurelle joukolle ilmiöitä ja käsitteitä: FY6 SÄHKÖ Tavoitteet Kurssin tavoitteena on, että opiskelija ymmärtää sähköön liittyviä peruskäsitteitä, tutustuu mittaustekniikkaan osaa tehdä sähköopin perusmittauksia sekä rakentaa ja tutkia yksinkertaisia

Lisätiedot

1. Tasavirta. Virtapiirin komponenttien piirrosmerkit. Virtapiiriä havainnollistetaan kytkentäkaaviolla

1. Tasavirta. Virtapiirin komponenttien piirrosmerkit. Virtapiiriä havainnollistetaan kytkentäkaaviolla Fy3: Sähkö 1. Tasavirta Virtapiirin komponenttien piirrosmerkit Virtapiiriä havainnollistetaan kytkentäkaaviolla Sähkövirta I Sähkövirran suunta on valittu jännitelähteen plusnavasta miinusnapaan (elektronit

Lisätiedot

SÄHKÖTEKNIIKKA. NTUTAS13 Tasasähköpiirit Jussi Hurri kevät 2015

SÄHKÖTEKNIIKKA. NTUTAS13 Tasasähköpiirit Jussi Hurri kevät 2015 SÄHKÖTEKNIIKKA NTTAS13 Tasasähköpiirit Jussi Hurri kevät 2015 1. PERSKÄSITTEITÄ 1.1. VIRTAPIIRI Virtapiiri on johtimista ja komponenteista tehty reitti, jossa sähkövirta kulkee. 2 Virtapiirissä on vähintään

Lisätiedot

SÄHKÖTEKNIIKKA. NBIELS13 Tasasähköpiirit Jussi Hurri syksy 2015

SÄHKÖTEKNIIKKA. NBIELS13 Tasasähköpiirit Jussi Hurri syksy 2015 SÄHKÖTEKNIIKKA NBIELS13 Tasasähköpiirit Jussi Hurri syksy 2015 1. PERSKÄSITTEITÄ 1.1. VIRTAPIIRI Virtapiiri on johtimista ja komponenteista tehty reitti, jossa sähkövirta kulkee. 2 Virtapiirissä on vähintään

Lisätiedot

Elektroniikka. Tampereen musiikkiakatemia Elektroniikka Klas Granqvist

Elektroniikka. Tampereen musiikkiakatemia Elektroniikka Klas Granqvist Elektroniikka Tampereen musiikkiakatemia Elektroniikka Klas Granqvist Kurssin sisältö Sähköopin perusteet Elektroniikan perusteet Sähköturvallisuus ja lainsäädäntö Elektroniikka musiikkiteknologiassa Suoritustapa

Lisätiedot

kipinäpurkauksena, josta salama on esimerkki.

kipinäpurkauksena, josta salama on esimerkki. Sähkö 25 Esineet saavat sähkövarauksen hankauksessa kipinäpurkauksena, josta salama on esimerkki. Hankauksessa esineet voivat varautua sähköisesti. Varaukset syntyvät, koska hankauksessa kappaleesta siirtyy

Lisätiedot

SÄHKÖSTATIIKKA JA MAGNETISMI. NTIETS12 Tasasähköpiirit Jussi Hurri syksy 2013

SÄHKÖSTATIIKKA JA MAGNETISMI. NTIETS12 Tasasähköpiirit Jussi Hurri syksy 2013 SÄHKÖSTATIIKKA JA MAGNETISMI NTIETS12 Tasasähköpiirit Jussi Hurri syksy 2013 1. RESISTANSSI Resistanssi kuvaa komponentin tms. kykyä vastustaa sähkövirran kulkua Johtimen tai komponentin jännite on verrannollinen

Lisätiedot

Fysiikka 1. Coulombin laki ja sähkökenttä. Antti Haarto

Fysiikka 1. Coulombin laki ja sähkökenttä. Antti Haarto ysiikka 1 Coulombin laki ja sähkökenttä Antti Haarto 7.1.1 Sähkövaraus Aine koostuu Varauksettomista neutroneista Positiivisista protoneista Negatiivisista elektroneista Elektronien siirtyessä voi syntyä

Lisätiedot

Kuva 1. Ohmin lain kytkentäkaavio. DC; 0 6 V.

Kuva 1. Ohmin lain kytkentäkaavio. DC; 0 6 V. TYÖ 37. OHMIN LAKI Tehtävä Tutkitaan metallijohtimen päiden välille kytketyn jännitteen ja johtimessa kulkevan sähkövirran välistä riippuvuutta. Todennetaan kokeellisesti Ohmin laki. Välineet Tasajännitelähde

Lisätiedot

Fy06 Koe 20.5.2015 Kuopion Lyseon lukio (KK) 1/7

Fy06 Koe 20.5.2015 Kuopion Lyseon lukio (KK) 1/7 Fy06 Koe 0.5.015 Kuopion Lyseon lukio (KK) 1/7 alitse kolme tehtävää. 6p/tehtävä. 1. Mitä mieltä olet seuraavista väitteistä. Perustele lyhyesti ovatko väitteet totta vai tarua. a. irtapiirin hehkulamput

Lisätiedot

Sähköstatiikka ja magnetismi Coulombin laki ja sähkökenttä

Sähköstatiikka ja magnetismi Coulombin laki ja sähkökenttä Sähköstatiikka ja magnetismi Coulombin laki ja sähkökenttä Antti Haarto.5.13 Sähkövaraus Aine koostuu Varauksettomista neutroneista Positiivisista protoneista Negatiivisista elektroneista Elektronien siirtyessä

Lisätiedot

Sähkövirran määrittelylausekkeesta

Sähkövirran määrittelylausekkeesta VRTAPRLASKUT kysyttyjä suureita ovat mm. virrat, potentiaalit, jännitteet, resistanssit, energian- ja tehonkulutus virtapiirin teho lasketaan Joulen laista: P = R 2 sovelletaan Kirchhoffin sääntöjä tuntemattomien

Lisätiedot

FY6 - Soveltavat tehtävät

FY6 - Soveltavat tehtävät FY6 - Soveltavat tehtävät 21. Origossa on 6,0 mikrocoulombin pistevaraus. Koordinaatiston pisteessä (4,0) on 3,0 mikrocoulombin ja pisteessä (0,2) 5,0 mikrocoulombin pistevaraus. Varaukset ovat tyhjiössä.

Lisätiedot

2. Vastuksen läpi kulkee 50A:n virta, kun siihen vaikuttaa 170V:n jännite. Kuinka suuri resistanssi vastuksessa on?

2. Vastuksen läpi kulkee 50A:n virta, kun siihen vaikuttaa 170V:n jännite. Kuinka suuri resistanssi vastuksessa on? SÄHKÖTEKNIIKKA LASKUHARJOITUKSIA; OHMIN LAKI, KIRCHHOFFIN LAIT, TEHO 1. 25Ω:n vastuksen päiden välille asetetaan 80V:n jännite. Kuinka suuri virta alkaa kulkemaan vastuksen läpi? 2. Vastuksen läpi kulkee

Lisätiedot

PUOLIJOHTEET + + - - - + + + - - tyhjennysalue

PUOLIJOHTEET + + - - - + + + - - tyhjennysalue PUOLIJOHTEET n-tyypin- ja p-tyypin puolijohteet - puolijohteet ovat aineita, jotka johtavat sähköä huonommin kuin johteet, mutta paremmin kuin eristeet (= eristeen ja johteen välimuotoja) - resistiivisyydet

Lisätiedot

Fy06 Koe ratkaisut 29.5.2012 Kuopion Lyseon lukio (KK) 5/13

Fy06 Koe ratkaisut 29.5.2012 Kuopion Lyseon lukio (KK) 5/13 Fy06 Koe ratkaisut 9.5.0 Kuopion Lyseon lukio (KK) 5/3 Koe. Yksilöosio. 6p/tehtävä.. Kun 4,5 V:n paristo kytketään laitteeseen, virtapiirissä kulkee,0 A:n suuruinen sähkövirta ja pariston napojen välinen

Lisätiedot

Sähkötekiikka muistiinpanot

Sähkötekiikka muistiinpanot Sähkötekiikka muistiinpanot Tuomas Nylund 6.9.2007 1 6.9.2007 1.1 Sähkövirta Symboleja ja vastaavaa: I = sähkövirta (tasavirta) Tasavirta = Virran arvo on vakio koko tarkasteltavan ajan [ I ] = A = Ampeeri

Lisätiedot

Luku Ohmin laki

Luku Ohmin laki Luku 9 Sähkövirrat Sähkövirta määriteltiin kappaleessa 7.2 ja huomattiin, että magneettikenttä syntyy sähkövirtojen vaikutuksesta. Tässä kappaleessa tarkastellaan muita sähkövirtaan liittyviä seikkoja

Lisätiedot

DEE-11110: SÄHKÖTEKNIIKAN PERUSTEET

DEE-11110: SÄHKÖTEKNIIKAN PERUSTEET DEE-11110: SÄHKÖTEKNIIKAN PERUSTEET Kurssin esittely Sähkömagneettiset ilmiöt varaus sähkökenttä magneettikenttä sähkömagneettinen induktio virta potentiaali ja jännite sähkömagneettinen energia teho Määritellään

Lisätiedot

DEE-11110 Sähkötekniikan perusteet

DEE-11110 Sähkötekniikan perusteet DEE-11110 Sähkötekniikan perusteet Antti Stenvall Passiiviset piirikomponentit Luennon keskeinen termistö ja tavoitteet vastus käämi kondensaattori puolijohdekomponentit Tarkoitus on esitellä piiriteorian

Lisätiedot

TASASUUNTAUS JA PUOLIJOHTEET

TASASUUNTAUS JA PUOLIJOHTEET TASASUUNTAUS JA PUOLIJOHTEET (YO-K06+13, YO-K09+13, YO-K05-11,..) Tasasuuntaus Vaihtovirran suunta muuttuu jaksollisesti. Tasasuuntaus muuttaa sähkövirran kulkemaan yhteen suuntaan. Tasasuuntaus toteutetaan

Lisätiedot

Elektroniikka. Mitä sähkö on. Käsitteistöä

Elektroniikka. Mitä sähkö on. Käsitteistöä Elektroniikka Mitä sähkö on Sähkö on elektronien liikettä atomista toiseen. Negatiivisesti varautuneet elektronit siirtyvät atomista toiseen. Tätä kutsutaan sähkövirraksi Sähkövirrasta puhuttaessa on sovittu,

Lisätiedot

DEE-11110: SÄHKÖTEKNIIKAN PERUSTEET. Kirchhoffin lait Aktiiviset piirikomponentit Resistiiviset tasasähköpiirit

DEE-11110: SÄHKÖTEKNIIKAN PERUSTEET. Kirchhoffin lait Aktiiviset piirikomponentit Resistiiviset tasasähköpiirit DEE-11110: SÄHKÖTEKNIIKAN PERUSTEET Kirchhoffin lait Aktiiviset piirikomponentit Resistiiviset tasasähköpiirit jännitelähde virtalähde Kirchhoffin virtalaki Kirchhoffin jännitelaki Käydään läpi Kirchhoffin

Lisätiedot

TEHTÄVÄT KYTKENTÄKAAVIO

TEHTÄVÄT KYTKENTÄKAAVIO TEHTÄÄT KYTKENTÄKIO 1. a) Mitkä kytkentäkaavion hehkulampuista hehkuvat? b) Kuinka monta eri kulkureittiä sähkövirralla on pariston plusnavalta miinusnavalle? 2. Piirrä sähkölaitteen tai komponentin piirrosmerkki.

Lisätiedot

TN T 3 / / SÄH Ä KÖAS A IOI O TA T Vi taniemen koulu

TN T 3 / / SÄH Ä KÖAS A IOI O TA T Vi taniemen koulu TN 3 / SÄHKÖASIOITA Viitaniemen koulu SÄHKÖSTÄ YLEISESTI SÄHKÖ YMPÄRISTÖSSÄ = monen erilaisen ilmiön yhteinen nimi = nykyihminen tulee harvoin toimeen ilman sähköä SÄHKÖN MUODOT SÄHKÖN MUODOT pistorasioista

Lisätiedot

SMG-2100: SÄHKÖTEKNIIKKA. Kirchhoffin lait Aktiiviset piirikomponentit Resistiiviset tasasähköpiirit

SMG-2100: SÄHKÖTEKNIIKKA. Kirchhoffin lait Aktiiviset piirikomponentit Resistiiviset tasasähköpiirit SMG-2100: SÄHKÖTEKNIIKKA Kirchhoffin lait Aktiiviset piirikomponentit Resistiiviset tasasähköpiirit jännitelähde virtalähde Kirchhoffin virtalaki Kirchhoffin jännitelaki Käydään läpi Kirchhoffin lait,

Lisätiedot

FYSIIKKA. Pasi Ketolainen Mirjami Kiuru. Helsingissä Kustannusosakeyhtiö Otava

FYSIIKKA. Pasi Ketolainen Mirjami Kiuru. Helsingissä Kustannusosakeyhtiö Otava FYSKK Pasi Ketolainen Mirjami Kiuru Helsingissä Kustannusosakeyhtiö Otava Sisällys Ylioppilastutkinnon fysiikan koe... 4 Kokeen rakenne... 4 Erilaisia tehtävätyyppejä... 5 Tehtävien pisteytys... 0 FY Fysiikka

Lisätiedot

RATKAISUT: 18. Sähkökenttä

RATKAISUT: 18. Sähkökenttä Physica 9 1. painos 1(7) : 18.1. a) Sähkökenttä on alue, jonka jokaisessa kohdassa varattuun hiukkaseen vaikuttaa sähköinen voia. b) Potentiaali on sähkökenttää kuvaava suure, joka on ääritelty niin, että

Lisätiedot

PUOLIJOHTEISTA. Yleistä

PUOLIJOHTEISTA. Yleistä 39 PUOLIJOHTEISTA Yleistä Pyrittäessä löytämään syy kiinteiden aineiden erilaiseen sähkön johtavuuteen joudutaan perehtymään aineen kidehilassa olevien atomien elektronisiin energiatiloihin. Seuraavassa

Lisätiedot

Aktiiviset piirikomponentit. DEE Piirianalyysi Risto Mikkonen

Aktiiviset piirikomponentit. DEE Piirianalyysi Risto Mikkonen DEE-11000 Piirianalyysi Aktiiviset piirikomponentit 1 Aktiiviset piirikomponentit Sähköenergian lähteitä Jännitelähteet; jännite ei merkittävästi riipu lähteen antamasta virrasta (akut, paristot, valokennot)

Lisätiedot

DEE-11110 Sähkötekniikan perusteet

DEE-11110 Sähkötekniikan perusteet DEE-11110 Sähkötekniikan perusteet Antti Stenvall Peruskäsitteet Luennon keskeinen termistö ja tavoitteet sähkövaraus teho ja energia potentiaali ja jännite sähkövirta Tarkoitus on määritellä sähkötekniikan

Lisätiedot

Passiiviset piirikomponentit. 1 DEE Piirianalyysi Risto Mikkonen

Passiiviset piirikomponentit. 1 DEE Piirianalyysi Risto Mikkonen DEE-11000 Piirianalyysi Passiiviset piirikomponentit 1 DEE-11000 Piirianalyysi Risto Mikkonen Passiiviset piirikomponentit - vastus Resistanssi on sähkövastuksen ominaisuus. Vastuksen yli vaikuttava jännite

Lisätiedot

Elektroniikan perusteet, Radioamatööritutkintokoulutus

Elektroniikan perusteet, Radioamatööritutkintokoulutus Elektroniikan perusteet, Radioamatööritutkintokoulutus Antti Karjalainen, PRK 14.11.2013 Komponenttien esittelytaktiikka Toiminta, (Teoria), Käyttö jännite, virta, teho, taajuus, impedanssi ja näiden yksiköt:

Lisätiedot

Katso Opetus.tv:n video: Kirchhoffin 1. laki http://opetus.tv/fysiikka/fy6/kirchhoffin-lait/

Katso Opetus.tv:n video: Kirchhoffin 1. laki http://opetus.tv/fysiikka/fy6/kirchhoffin-lait/ 4.1 Kirchhoffin lait Katso Opetus.tv:n video: Kirchhoffin 1. laki http://opetus.tv/fysiikka/fy6/kirchhoffin-lait/ Katso Kimmo Koivunoron video: Kirchhoffin 2. laki http://www.youtube.com/watch?v=2ik5os2enos

Lisätiedot

7. Resistanssi ja Ohmin laki

7. Resistanssi ja Ohmin laki Nimi: LK: SÄHKÖ-OPPI Tarmo Partanen Teoria (Muista hyödyntää sanastoa) 1. Millä nimellä kuvataan sähköisen komponentin (laitteen, johtimen) sähkön kulkua vastustavaa ominaisuutta? 2. Miten resistanssi

Lisätiedot

a) Kuinka pitkän matkan punnus putoaa, ennen kuin sen liikkeen suunta kääntyy ylöspäin?

a) Kuinka pitkän matkan punnus putoaa, ennen kuin sen liikkeen suunta kääntyy ylöspäin? Luokka 3 Tehtävä 1 Pieni punnus on kiinnitetty venymättömän langan ja kevyen jousen välityksellä tukevaan kannattimeen. Alkutilanteessa punnusta kannatellaan käsin, ja lanka riippuu löysänä kuvan mukaisesti.

Lisätiedot

14.1 Tasavirtapiirit ja Kirchhoffin lait R 1. I 1 I 3 liitos + - R 2. silmukka. Kuva 14.1: Liitoksen, haaran ja silmukan määrittely virtapiirissä.

14.1 Tasavirtapiirit ja Kirchhoffin lait R 1. I 1 I 3 liitos + - R 2. silmukka. Kuva 14.1: Liitoksen, haaran ja silmukan määrittely virtapiirissä. Luku 14 Lineaaripiirit Lineaaripiireillä ymmärretään verkkoja, joiden jokaisessa haarassa jännite on verrannollinen virtaan, ts. Ohmin laki on voimassa. Lineaariset piirit voivat siis sisältää jännitelähteitä,

Lisätiedot

Sähkön perusteet. Elektroniikka ja sähköoppi. Klas Granqvist Akun Tehdas / Oy Aku s Factory Ltd

Sähkön perusteet. Elektroniikka ja sähköoppi. Klas Granqvist Akun Tehdas / Oy Aku s Factory Ltd Sähkön perusteet Elektroniikka ja sähköoppi Klas Granqvist Akun Tehdas / Oy Aku s Factory Ltd Sisältö Sähkön perusteet Termit ja suureet Käytännön ilmiöt Laskelmat Äänilaitteiston sähköistys Sähköverkkojen

Lisätiedot

Magneettikentät. Haarto & Karhunen. www.turkuamk.fi

Magneettikentät. Haarto & Karhunen. www.turkuamk.fi Magneettikentät Haarto & Karhunen Magneettikenttä Sähkövaraus aiheuttaa ympärilleen sähkökentän Liikkuva sähkövaraus saa aikaan ympärilleen myös magneettikentän Magneettikenttä aiheuttaa voiman liikkuvaan

Lisätiedot

KURSSIN TÄRKEIMPIÄ AIHEITA

KURSSIN TÄRKEIMPIÄ AIHEITA KURSSIN TÄRKEIMPIÄ AIHEITA varausjakauman sähköken/ä, Coulombin laki virtajakauman ken/ä, Biot n ja Savar8n laki erilaisten (piste ja jatkuvien) varaus ja virtajakautumien poten8aalienergia, poten8aali,

Lisätiedot

Tehtävä 1. a) sähkövirta = varausta per sekunti, I = dq dt = 1, A = 1, C s protonin varaus on 1, C

Tehtävä 1. a) sähkövirta = varausta per sekunti, I = dq dt = 1, A = 1, C s protonin varaus on 1, C Tehtävä a) sähkövirta = varausta per sekunti, I = dq dt =, 5 0 3 =, 5 0 3 C s protonin varaus on, 6 0 9 C Jaetaan koko virta yksittäisille varauksille:, 5 0 3 C s kpl = 9 05, 6 0 9 s b) di = Jd = J2πrdr,

Lisätiedot

Maxwell ja hänen yhtälönsä mitä seurasi?

Maxwell ja hänen yhtälönsä mitä seurasi? Maxwell ja hänen yhtälönsä mitä seurasi? Oleteaan tyhjiö: ei virtoja ei varauksia Muutos magneettikentässä saisi aikaan sähkökentän. Muutos vuorostaan sähkökentässä saisi aikaan magneettikentän....ja niinhän

Lisätiedot

Omnia AMMATTIOPISTO Pynnönen

Omnia AMMATTIOPISTO Pynnönen MMTTOSTO SÄHKÖTEKNKK LSKHJOTKS; OHMN LK, KCHHOFFN LT, TEHO, iirrä tehtävistä N piirikaavio, johon merkitset kaikki virtapiirin komponenttien tunnisteet ja suuruudet, jännitteet ja virrat. 1. 22:n vastuksen

Lisätiedot

Sähköstatiikan laskuissa useat kaavat yksinkertaistuvat hieman, jos vakio C kirjoitetaan muotoon

Sähköstatiikan laskuissa useat kaavat yksinkertaistuvat hieman, jos vakio C kirjoitetaan muotoon 30 SÄHKÖVAKIO 30 Sähkövakio ja Coulombin laki Coulombin lain mukaan kahden tyhjiössä olevan pistevarauksen q ja q 2 välinen voima F on suoraan verrannollinen varauksiin ja kääntäen verrannollinen varausten

Lisätiedot

Yleistä sähkömagnetismista SÄHKÖMAGNETISMI KÄSITEKARTTANA: Varaus. Coulombin voima Gaussin laki. Dipoli. Sähkökenttä. Poissonin yhtälö.

Yleistä sähkömagnetismista SÄHKÖMAGNETISMI KÄSITEKARTTANA: Varaus. Coulombin voima Gaussin laki. Dipoli. Sähkökenttä. Poissonin yhtälö. Yleistä sähkömagnetismista IÄLTÖ: ähkömagnetismi käsitekarttana ähkömagnetismin kaavakokoelma ähkö- ja magneettikentistä Maxwellin yhtälöistä ÄHKÖMAGNETIMI KÄITEKARTTANA: Kapasitanssi Kondensaattori Varaus

Lisätiedot

SMG-1100: PIIRIANALYYSI I

SMG-1100: PIIRIANALYYSI I SMG-1100: PIIIANALYYSI I Vastusten kytkennät Energialähteiden muunnokset sarjaankytkentä rinnankytkentä kolmio-tähti-muunnos jännitteenjako virranjako Kirja: luku 3 Luentomoniste: luvut 4.2, 4.3 ja 4.4

Lisätiedot

Maxwell ja hänen yhtälönsä mitä seurasi?

Maxwell ja hänen yhtälönsä mitä seurasi? Maxwell ja hänen yhtälönsä mitä seurasi? Oleteaan tyhjiö: ei virtoja ei varauksia Muutos magneettikentässä saisi aikaan sähkökentän. Muutos vuorostaan sähkökentässä saisi aikaan magneettikentän....ja niinhän

Lisätiedot

Sähköstatiikka ja magnetismi

Sähköstatiikka ja magnetismi Sähköstatiikka ja magnetismi Johdatus magnetismiin Antti Haarto 19.11.2012 Magneettikenttä Sähkövaraus aiheuttaa ympärilleen sähkökentän Liikkuva sähkövaraus saa aikaan ympärilleen myös magneettikentän

Lisätiedot

RATKAISUT: 22. Vaihtovirtapiiri ja resonanssi

RATKAISUT: 22. Vaihtovirtapiiri ja resonanssi Physica 9. painos (0) RATKAST. Vaihtovirtapiiri ja resonanssi RATKAST:. Vaihtovirtapiiri ja resonanssi. a) Vaihtovirran tehollinen arvo on yhtä suuri kuin sellaisen tasavirran arvo, joka tuottaa vastuksessa

Lisätiedot

Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2013 Insinöörivalinnan fysiikan koe 29.5.2013, malliratkaisut

Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2013 Insinöörivalinnan fysiikan koe 29.5.2013, malliratkaisut A1 Ampumahiihtäjä ampuu luodin vaakasuoraan kohti maalitaulun keskipistettä. Luodin lähtönopeus on v 0 = 445 m/s ja etäisyys maalitauluun s = 50,0 m. a) Kuinka pitkä on luodin lentoaika? b) Kuinka kauaksi

Lisätiedot

DEE-11110: SÄHKÖTEKNIIKAN PERUSTEET

DEE-11110: SÄHKÖTEKNIIKAN PERUSTEET DEE-0: SÄHKÖTEKNIIKAN PEUSTEET Passiiviset piirikomponentit vastus kondensaattori käämi Tarkoitus on yrittää ymmärtää passiivisten piirikomponenttien toiminnan taustalle olevat luonnonilmiöt. isäksi johdetaan

Lisätiedot

Magneettikenttä. Liikkuva sähkövaraus saa aikaan ympärilleen sähkökentän lisäksi myös magneettikentän

Magneettikenttä. Liikkuva sähkövaraus saa aikaan ympärilleen sähkökentän lisäksi myös magneettikentän 3. MAGNEETTIKENTTÄ Magneettikenttä Liikkuva sähkövaraus saa aikaan ympärilleen sähkökentän lisäksi myös magneettikentän Havaittuja magneettisia perusilmiöitä: Riippumatta magneetin muodosta, sillä on aina

Lisätiedot

DEE Aurinkosähkön perusteet

DEE Aurinkosähkön perusteet DEE-53010 Aurinkosähkön perusteet Neljännen luennon aihepiirit Aurinkokennon virta-jännite-käyrän muodostuminen Edellisellä luennolla tarkasteltiin aurinkokennon toimintaperiaatetta kennon sisäisten tapahtumisen

Lisätiedot

Sähkömagnetismi III. Resistanssi. Esikvantifiointi ja kvantifiointi

Sähkömagnetismi III. Resistanssi. Esikvantifiointi ja kvantifiointi Matematiikan, fysiikan ja kemian opettajan kandiohjelma Didaktisen fysiikan kokeellisuus II Sähkömagnetismi III Resistanssi Esikvantifiointi ja kvantifiointi Tarkastellaan komponenttien kykyä vastustaa

Lisätiedot

Luento 2. DEE Piirianalyysi Risto Mikkonen

Luento 2. DEE Piirianalyysi Risto Mikkonen DEE-11000 Piirianalyysi Luento 2 1 Luento 1 - Recap Opintojakson rakenne ja tavoitteet Sähkötekniikan historiaa Sähköiset perussuureet Passiiviset piirikomponentit 2 Luento 2 - sisältö Passiiviset piirikomponentit

Lisätiedot

SÄHKÖMAGNETISMI: kevät 2017

SÄHKÖMAGNETISMI: kevät 2017 SÄHKÖMAGNETISMI: kevät 2017 Viikko Aihe kirjan luku Viikko 1 Sähköken>ä, pistevaraukset 14 Viikko 2 Varausjakauman sähköken>ä 16 Viikko 2 Sähköinen poteniaalienergia ja poteniaali 17 Viikko 3 Sähköken>ä

Lisätiedot

Magnetismi Mitä tiedämme magnetismista?

Magnetismi Mitä tiedämme magnetismista? Magnetismi Mitä tiedämme magnetismista? 1. Magneettista monopolia ei ole. 2. Sähkövirta aiheuttaa magneettikentän. 3. Magneettikenttä kohdistaa voiman johtimeen, jossa kulkee sähkövirta. Magnetismi Miten

Lisätiedot

Mittalaitetekniikka. NYMTES13 Vaihtosähköpiirit Jussi Hurri syksy 2014

Mittalaitetekniikka. NYMTES13 Vaihtosähköpiirit Jussi Hurri syksy 2014 Mittalaitetekniikka NYMTES13 Vaihtosähköpiirit Jussi Hurri syksy 2014 1 1. VAIHTOSÄHKÖ, PERUSKÄSITTEITÄ AC = Alternating current Jatkossa puhutaan vaihtojännitteestä. Yhtä hyvin voitaisiin tarkastella

Lisätiedot

Sähköoppi. Sähköiset ja magneettiset vuorovaikutukset sekä sähkö energiansiirtokeinona.

Sähköoppi. Sähköiset ja magneettiset vuorovaikutukset sekä sähkö energiansiirtokeinona. Sähköoppi Sähköiset ja magneettiset vuorovaikutukset sekä sähkö energiansiirtokeinona. Sähkövaraus Pienintä sähkövarausta kutsutaan alkeisvaraukseksi. Elektronin varaus negatiivinen ja yhden alkeisvarauksen

Lisätiedot

Elektroniikan perusteet, Radioamatööritutkintokoulutus

Elektroniikan perusteet, Radioamatööritutkintokoulutus Elektroniikan perusteet, Radioamatööritutkintokoulutus Antti Karjalainen, PRK 30.10.2014 Komponenttien esittelytaktiikka Toiminta, (Teoria), Käyttö jännite, virta, teho, taajuus, impedanssi ja näiden yksiköt:

Lisätiedot

&()'#*#+)##'% +'##$,),#%'

&()'#*#+)##'% +'##$,),#%' "$ %"&'$ &()'*+)'% +'$,),%' )-.*0&1.& " $$ % &$' ((" ")"$ (( "$" *(+)) &$'$ & -.010212 +""$" 3 $,$ +"4$ + +( ")"" (( ()""$05"$$"" ")"" ) 0 5$ ( ($ ")" $67($"""*67+$++67""* ") """ 0 5"$ + $* ($0 + " " +""

Lisätiedot

Fysiikka 7. Sähkömagnetismi

Fysiikka 7. Sähkömagnetismi Fysiikka 7 Sähkömagnetismi Magneetti Aineen magneettiset ominaisuudet ovat seurausta atomiydintä kiertävistä elektroneista (ytimen kiertäminen ja spin). Magneettinen vuorovaikutus Etävuorovaikutus Magneetilla

Lisätiedot

Vastksen ja diodin virta-jännite-ominaiskäyrät sekä valodiodi

Vastksen ja diodin virta-jännite-ominaiskäyrät sekä valodiodi Sivu 1/10 Fysiikan laboratoriotyöt 1 Työ numero 3 Vastksen ja diodin virta-jännite-ominaiskäyrät sekä valodiodi Työn suorittaja: Antero Lehto 1724356 Työ tehty: 24.2.2005 Uudet mittaus tulokset: 11.4.2011

Lisätiedot

Potentiaali ja sähkökenttä: pistevaraus. kun asetetaan V( ) = 0

Potentiaali ja sähkökenttä: pistevaraus. kun asetetaan V( ) = 0 Potentiaali ja sähkökenttä: pistevaraus kun asetetaan V( ) = 0 Potentiaali ja sähkökenttä: tasaisesti varautut levyt Tiedämme edeltä: sähkökenttä E on vakio A B Huomaa yksiköt: Potentiaalin muutos pituusyksikköä

Lisätiedot

DIODIN OMINAISKÄYRÄ TRANSISTORIN OMINAISKÄYRÄSTÖ

DIODIN OMINAISKÄYRÄ TRANSISTORIN OMINAISKÄYRÄSTÖ 1 IOIN OMINAISKÄYRÄ JA TRANSISTORIN OMINAISKÄYRÄSTÖ MOTIVOINTI Työ opettaa mittaamaan erityyppisten diodien ominaiskäyrät käyttämällä oskilloskooppia XYpiirturina Työssä opetellaan mittaamaan transistorin

Lisätiedot

Harjoitustehtäviä kokeeseen: Sähköoppi ja magnetismi

Harjoitustehtäviä kokeeseen: Sähköoppi ja magnetismi Harjoitustehtäviä kokeeseen: Sähköoppi ja magnetismi 3. Selitä: a. Suljettu virtapiiri Suljettu virtapiiri on sähkövirran reitti, jonka muodostavat johdot, paristot ja komponentit. Suljetussa virtapiirissä

Lisätiedot

SMG-4450 Aurinkosähkö

SMG-4450 Aurinkosähkö SMG-4450 Aurinkosähkö Kolmannen luennon aihepiirit Aurinkokennon ja diodin toiminnallinen ero: Puolijohdeaurinkokenno ja diodi ovat molemmat pn-liitoksia. Mietitään aluksi, mikä on toiminnallinen ero näiden

Lisätiedot

Luento 2. SMG-2100 Sähkötekniikka Risto Mikkonen

Luento 2. SMG-2100 Sähkötekniikka Risto Mikkonen SMG-2100 Sähkötekniikka Luento 2 1 Sähköenergia ja -teho Hetkellinen teho p( t) u( t) i( t) Teho = työ aikayksikköä kohti; [p] = J/s =VC/s = VA = W (watti) Energian kulutus aikavälillä [0 T] W T 0 p( t)

Lisätiedot

DEE-11110 Sähkötekniikan perusteet

DEE-11110 Sähkötekniikan perusteet DEE-11110 Sähkötekniikan perusteet Antti Stenvall Kirchhoffin lait, rinnan- ja sarjakytkentä, lähdemuunnokset Luennon keskeinen termistö ja tavoitteet Kirchhoffin virtalaki rinnankytkentä sarjakytkentä

Lisätiedot

Elektroniikka ja sähkötekniikka

Elektroniikka ja sähkötekniikka Elektroniikka ja sähkötekniikka Sähköisiltä ilmiöiltä ei voi välttyä, vaikka ei käsittelisikään sähkölaitteita. Esimerkiksi kokolattiamatto, muovinen penkki, piirtoheitinkalvo tai porraskaide tulevat sähköisiksi,

Lisätiedot

a P en.pdf KOKEET;

a P  en.pdf KOKEET; Tässä on vanhoja Sähkömagnetismin kesäkurssin tenttejä ratkaisuineen. Tentaattorina on ollut Hanna Pulkkinen. Huomaa, että tämän kurssin sisältö on hiukan eri kuin Soveltavassa sähkömagnetiikassa, joten

Lisätiedot

SMG-1100: PIIRIANALYYSI I

SMG-1100: PIIRIANALYYSI I SMG-00: PIIIANAYYSI I Passiiviset piirikomponentit vastus kondensaattori käämi Kirja: luku. (vastus), luku 6. (käämi), luku 6. (kondensaattori) uentomoniste: luvut 3., 3. ja 3.3 VASTUS ja ESISTANSSI (Ohm,

Lisätiedot

Jännite, virran voimakkuus ja teho

Jännite, virran voimakkuus ja teho Jukka Kinkamo, OH2JIN oh2jin@oh3ac.fi +358 44 965 2689 Jännite, virran voimakkuus ja teho Jännite eli potentiaaliero mitataan impedanssin yli esiintyvän jännitehäviön avulla. Koska käytännön radioamatöörin

Lisätiedot

Luento 1 / SMG-1100 Piirianalyysi I Risto Mikkonen

Luento 1 / SMG-1100 Piirianalyysi I Risto Mikkonen SMG-1100 Piirianalyysi I Luento 1 / 12 1 SMG-1100 Piirianalyysi I Viikot 22-24 (27.5. 14.6.) Luennot Harjoitukset ma, ti, ke, to 16-19 S2 pe 11-14 S2 ti 28.5. ja ke 29.5. SC 105B pe 14.6. SC 105B, SH 311

Lisätiedot

Fysiikan perusteet ja pedagogiikka (kertaus)

Fysiikan perusteet ja pedagogiikka (kertaus) Fysiikan perusteet ja pedagogiikka (kertaus) 1) MEKANIIKKA Vuorovaikutus vuorovaikutuksessa kaksi kappaletta vaikuttaa toisiinsa ja vaikutukset havaitaan molemmissa kappaleissa samanaikaisesti lajit: kosketus-/etä-

Lisätiedot

Magneettikenttä ja sähkökenttä

Magneettikenttä ja sähkökenttä Magneettikenttä ja sähkökenttä Gaussin laki sähkökentälle suljettu pinta Ampèren laki suljettu käyrä Coulombin laki Biot-Savartin laki Biot-Savartin laki: Onko virtajohdin entisensä? on aina kuvan tasoon

Lisätiedot

1 Kohina. 2 Kohinalähteet. 2.1 Raekohina. 2.2 Terminen kohina

1 Kohina. 2 Kohinalähteet. 2.1 Raekohina. 2.2 Terminen kohina 1 Kohina Kohina on yleinen ongelma integroiduissa piireissä. Kohinaa aiheuttavat pienet virta- ja jänniteheilahtelut, jotka ovat komponenteista johtuvia. Myös ulkopuoliset lähteet voivat aiheuttaa kohinaa.

Lisätiedot

Kondensaattori ja vastus piirissä (RC-piiri)

Kondensaattori ja vastus piirissä (RC-piiri) Kondensaattori ja vastus piirissä (RC-piiri) Virta alkaa kulkea, kondensaattori varautua, vastustaa yhä enemmän virran kulkua I Kirchhoffin lait ovat hyvä idea 1. Homogeeniyhtälön yleinen ratkaisu: 2.

Lisätiedot

Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2011 Insinöörivalinnan fysiikan koe 1.6.2011, malliratkaisut

Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2011 Insinöörivalinnan fysiikan koe 1.6.2011, malliratkaisut A1 Diplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2011 Täydennä kuhunkin kohtaan yhtälöstä puuttuva suure tai vakio alla olevasta taulukosta. Anna vastauksena kuhunkin kohtaan ainoastaan

Lisätiedot

Sähköopin mittauksia 1

Sähköopin mittauksia 1 Sähköopin mittauksia 1 Sisällysluettelo Pikaohje LoggerPro mittausohjelma... 2 Pikaohje sähköopin anturit... 3 Kytkentäalusta... 4 Sähkövirran perusominaisuudet... 6 Jännitteen perusominaisuudet... 8 Virtapiirin

Lisätiedot

Fysiikan laboratoriotyöt 1, työ nro: 3, Vastuksen ja diodin virta-jänniteominaiskäyrät

Fysiikan laboratoriotyöt 1, työ nro: 3, Vastuksen ja diodin virta-jänniteominaiskäyrät Fysiikan laboratoriotyöt 1, työ nro: 3, Vastuksen ja diodin virta-jänniteominaiskäyrät Tekijä: Mikko Laine Tekijän sähköpostiosoite: miklaine@student.oulu.fi Koulutusohjelma: Fysiikka Mittausten suorituspäivä:

Lisätiedot

SMG-2100: SÄHKÖTEKNIIKKA

SMG-2100: SÄHKÖTEKNIIKKA SMG-: SÄHKÖTEKNIIKKA Passiiviset piirikomponentit vastus kondensaattori käämi Tarkoitus on yrittää ymmärtää passiivisten piirikomponenttien toiminnan taustalle olevat luonnonilmiöt. isäksi johdetaan näiden

Lisätiedot

FYS206/5 Vaihtovirtakomponentit

FYS206/5 Vaihtovirtakomponentit FYS206/5 Vaihtovirtakomponentit Tässä työssä pyritään syventämään vaihtovirtakomponentteihin liittyviä käsitteitä. Tunnetusti esimerkiksi käsitteet impedanssi, reaktanssi ja vaihesiirto ovat aina hyvin

Lisätiedot

Magneettinen energia

Magneettinen energia Luku 11 Magneettinen energia 11.1 Kelojen varastoima energia Sähköstatiikan yhteydessä havaittiin, että kondensaattori kykenee varastoimaan sähköstaattista energiaa. astaavalla tavalla kela, jossa kulkee

Lisätiedot

Sähkömagnetismi II: sähkövirta, jännite, varaus, magneettimomentti. Sähkövirran kvantifiointi

Sähkömagnetismi II: sähkövirta, jännite, varaus, magneettimomentti. Sähkövirran kvantifiointi Matematiikan, fysiikan ja kemian opettajan kandiohjelma Didaktisen fysiikan kokeellisuus II Sähkömagnetismi II: sähkövirta, jännite, varaus, magneettimomentti Sähkövirran kvantifiointi Sähkövirtaa ei voi

Lisätiedot

Fysiikka 9. luokan kurssi

Fysiikka 9. luokan kurssi Nimi: Fysiikka 9. luokan kurssi Kurssilla käytettävät suureet ja kaavat Täydennä taulukkoa kurssin edetessä: Suure Kirjaintunnus Yksikkö Yksikön lyhenne Jännite Sähkövirta Resistanssi Aika Sähköteho Sähköenergia

Lisätiedot

Sähkömagneettinen induktio

Sähkömagneettinen induktio Sähkömagneettinen induktio Vuonna 1831 Michael Faraday huomasi jotakin, joka muuttaisi maailmaa: sähkömagneettisen induktion. ( Magneto-electricity ) M. Faraday (1791-1867) M.Faraday: Experimental researches

Lisätiedot

Fysiikka 1. Kondensaattorit ja kapasitanssi. Antti Haarto

Fysiikka 1. Kondensaattorit ja kapasitanssi. Antti Haarto Fysiikka Konensaattorit ja kapasitanssi ntti Haarto 4..3 Yleistä Konensaattori toimii virtapiirissä sähköisen potentiaalin varastona Kapasitanssi on konensaattorin varauksen Q ja jännitteen suhe Yksikkö

Lisätiedot

Kvanttifysiikan perusteet 2017

Kvanttifysiikan perusteet 2017 Kvanttifysiikan perusteet 207 Harjoitus 2: ratkaisut Tehtävä Osoita hyödyntäen Maxwellin yhtälöitä, että tyhjiössä magneettikenttä ja sähkökenttä toteuttavat aaltoyhtälön, missä aallon nopeus on v = c.

Lisätiedot

Luento 2. 1 DEE Piirianalyysi Risto Mikkonen

Luento 2. 1 DEE Piirianalyysi Risto Mikkonen DEE-11000 Piirianalyysi Luento 2 1 DEE-11000 Piirianalyysi Risto Mikkonen Passiiviset piirikomponentit - vastus Vastus on komponentti, jossa sähköenergiaa muuttuu lämpöenergiaksi (esim. sähkökiuas, silitysrauta,

Lisätiedot

Théveninin teoreema. Vesa Linja-aho. 3.10.2014 (versio 1.0) R 1 + R 2

Théveninin teoreema. Vesa Linja-aho. 3.10.2014 (versio 1.0) R 1 + R 2 Théveninin teoreema Vesa Linja-aho 3.0.204 (versio.0) Johdanto Portti eli napapari tarkoittaa kahta piirissä olevaa napaa eli sellaista solmua, johon voidaan kytkeä joku toinen piiri. simerkiksi auton

Lisätiedot

TTY FYS-1010 Fysiikan työt I AA 1.2 Sähkömittauksia Ilari Leinonen, TuTa, 1. vsk Markus Parviainen, TuTa, 1. vsk.

TTY FYS-1010 Fysiikan työt I AA 1.2 Sähkömittauksia Ilari Leinonen, TuTa, 1. vsk Markus Parviainen, TuTa, 1. vsk. TTY FYS-1010 Fysiikan työt I 14.3.2016 AA 1.2 Sähkömittauksia 253342 Ilari Leinonen, TuTa, 1. vsk. 246198 Markus Parviainen, TuTa, 1. vsk. Sisältö 1 Johdanto 1 2 Työn taustalla oleva teoria 1 2.1 Oikeajännite-

Lisätiedot

KYSYMYS: Lai*akaa varaukset järjestykseen, posi9ivisesta nega9ivisempaan.

KYSYMYS: Lai*akaa varaukset järjestykseen, posi9ivisesta nega9ivisempaan. : Lai*akaa varaukset järjestykseen, posi9ivisesta nega9ivisempaan. Protoni Elektroni 17 protonia 19 electronia 1,000,000 protonia 1,000,000 elektronia lasipallo puu*uu 3 elektronia (A) (B) (C) (D) (E)

Lisätiedot

Sähköopin kolme perussuuretta

Sähköopin kolme perussuuretta Sähköopin kolme perussuuretta Suure Tunnus Yksikkö Yksikön lyhenne Jännite U Voltti V Sähkövirta I Ampeeri A Resistanssi R Ohmi Ω Jännite on kahden pisteen välinen sähköinen potentiaaliero. Jännite saa

Lisätiedot

1.1 Magneettinen vuorovaikutus

1.1 Magneettinen vuorovaikutus 1.1 Magneettinen vuorovaikutus Magneettien välillä on niiden asennosta riippuen veto-, hylkimis- ja vääntövaikutuksia. Magneettinen vuorovaikutus on etävuorovaikutus Magneeti pohjoiseen kääntyvää päätä

Lisätiedot

FYSA220/1 (FYS222/1) HALLIN ILMIÖ

FYSA220/1 (FYS222/1) HALLIN ILMIÖ FYSA220/1 (FYS222/1) HALLIN ILMIÖ Työssä perehdytään johteissa ja tässä tapauksessa erityisesti puolijohteissa esiintyvään Hallin ilmiöön, sekä määritetään sitä karakterisoivat Hallin vakio, varaustiheys

Lisätiedot

Fy06 Koe 20.5.2014 Kuopion Lyseon lukio (KK) 1/6

Fy06 Koe 20.5.2014 Kuopion Lyseon lukio (KK) 1/6 Fy06 Ke 0.5.04 Kupin Lysen luki (KK) /6 6p/tehtävä.. Kaksi varattua palla rikkuu lankjen varassa lähellä tisiaan. Pallt vetävät tisiaan puleensa 0,66 N vimalla. Pienemmän palln varaus n kaksinkertainen

Lisätiedot

NIMI: LK: 8b. Sähkön käyttö Tarmo Partanen Ota alakoulun FyssaMoppi. Arvaa, mitä tapahtuu eri töissä etukäteen.

NIMI: LK: 8b. Sähkön käyttö Tarmo Partanen Ota alakoulun FyssaMoppi. Arvaa, mitä tapahtuu eri töissä etukäteen. NIMI: LK: 8b. Sähkön käyttö Ota alakoulun FyssaMoppi. Arvaa, mitä tapahtuu eri töissä etukäteen. Sähkön käyttö Ota alakoulun FyssaMoppi 1 ja sieltä Aine ja energia ja Sähkön käyttö ja etsi vastaukset.

Lisätiedot

SMG-2100: SÄHKÖTEKNIIKKA

SMG-2100: SÄHKÖTEKNIIKKA SMG-2100: SÄHKÖTEKNIIKKA Vastusten kytkennät Energialähteiden muunnokset sarjaankytkentä rinnankytkentä kolmio-tähti-muunnos jännitteenjako virranjako Käydään läpi vastusten keskinäisten kytkentöjen erilaiset

Lisätiedot