Fysiikan historia kevät 2011 Luento 7
|
|
- Joonas Hakala
- 8 vuotta sitten
- Katselukertoja:
Transkriptio
1 Fysiikan historia kevät 2011 Luento 7 Faradayn sähkömoottori (1820).
2 Sähkön ja magnetismin historia Ensimmäinen laaja tieteellinen tutkimus magnetismista ja staattisesta sähköstä oli De Magnete, jonka julkaisi englantilainen William Gilbert ( ) vuonna Opiskeli Cambridgen yliopistossa. Oli menestyvä lääkäri. Elisabeth I:n ja James I:n henkilääkäri. Muinaisuudesta asti luonnosta löytyvää voimakkaasti magneettista magnetiittia (Fe 3 O 4 ) (engl lodestone) oli käytetty kompassina. Gilbert osoitti kokeilla, että magneetin kääntyminen pohjois-etelä-suuntaan johtuu siitä, että maapallo on magneetti. Aiemmin syyksi luultiin Pohjantähteä tai pohjoisessa olevaa magneettista vuorta. Terrella
3 Rakensi pallomaisen magneetin (terrella), Maan mallin, ja tutki pienellä kompassilla sen magneettikenttää. Osoitti, että Maan magneettikentän suuntaisesti asetettu rautatanko magnetoituu vähitellen. Samoin, että kuumentaminen hävittää aineiden magneettisuuden. Teki eron magnetismin ja staattisen sähkön (meripihkailmiö) välille. Otti sähkölle käyttöön termin electricity. Kannatti Kopernikusta. Oletti taivaankappaleet magneettisiksi, liikuttava voima magneettivoima. Magnetismi oli merenkulun kannalta tärkeä ilmiö, ja sen takia Maan magnetismista oltiin kiinnostuneita. Henry Gellibrand osoitti 1635, että magneettinen pohjoisnapa liikkuu. Edmond Halley esitti 1692, että maapallon rakentuu pallomaisista magnetoituniesta kerroksista, jotka liikkuvat hitaasti toistensa suhteen. Hän myös mittasi ja laati Atlantille magneettisen kartan George Graham huomasi Maan magneettikentässä pieniä häiriöitä, magneettisia myrskyjä. Anders Celcius ja Graham mittasivat Tukholmassa ja Lontoossa yhtäaikaa tällaisia häiriöitä, joten kyse oli laaja-alaisesta ilmiöstä. Celsius oppilaineen huomasi häiriöiden yhteyden revontuliin (nyk puhutaan magneettisista alimyrskyistä).
4 Staattinen sähkö Toisin kuin magnetismi, sähkö oli pitkään ihimisille lähes tuntematon ilmiö. Tunnettiin sähkökaloja, Pyhän Elmon valoja laivojen mastoissa ukkosella ja että kun meripihkaa hankaa kankaalla, se vetää puoleensa esim höyheniä. Vuonna 1669 Otto von Guericke varasi rikkipallon hankaamalla ja sai aikaan kipinöintiä. Sähkön varastoinnin (kondensaattorin) keksi Pieter van Musschenbroek ( ) vuonna 1745 Leidenissa, Hollannissa. Leidenin pullo on lasiastia, joka on vuorattu ulkoa ja sisältä metallikalvolla. Sisäosa varattiin hankaamalla varatusta kappaleesta metallijohtimen avulla. Ulko- ja sisäpinnan välille syntyi jännite. Leyden jar St Elmo s fires
5
6 Sähkön johtuminen Sähkön johtumista tutki esim. Francis Hauksbee ( ). Teki Newtonin toimeksiannosta kokeita Royal Societyn kokouksissa- Keksi hohtopallon: kun kaasua sisältävään lasipalloon tehdään tarpeeksi suuri alipaine, pallon pintaan tuotu varaus (esim kädellä koskettamalla) saa kaasuun syntymään hehkuvia vanoja. Harventuneessa kaasussa elektronit kulkevat nopeasti ja ionisoivat kaasua. Valo syntyy, kun ionisoituminen purkautuu. Stephen Gray ( ) osoitti, että eri aineilla on erilainen kyky johtaa sähköä. Johtoa sauvojen C ja D välillä kannattava silkkilanka ei johda sähköä. Ransk. Guillame le Monnier ( ) teki virtapiirikokeita ihmisillä, mm. 200 munkkia 2 km:n mittaiseksi piiriksi rautalangoilla yhdistettynä. Yhtäaikainen kiljahdus oli hämmästyttävä tapahtuma.
7 Charles Coulomb osoitti 1777, että magneettinin voima pienenee kuten 1/r 2. Hän teki mittaukset torsiovaa alla. (Itse asiassa ensimmäinen, joka mittasi magneettista voimaa torsiovaa an avulla, oli saksalainen Tobias Mayer 1760.) Langan kiertymisestä aiheutuva voima on suoraan verrannollinen kiertokulmaan. Verrannollisuuskerroin saadaan selville mittaamalla langan päässä olevan vaakatangon heilahdusaika. Kun kerroin tiedetään, voidaan mitata magneettisten kappaleiden (ja myös varattujen kappaleiden) välinen voima eri etäisyyksillä.
8 Vuonna 1820 tanskalainen Hans Christian Ørsted ( ) huomasi, että johtimessa kulkeva virta saa aikaan magneettikentän. Tämä oli tärkeä havainto, sillä se liitti yhteen sähkön ja magnetismin.
9 Andre-Marie Ampere ( ), ransk, julkaisi pian Orstedin jälkeen uusia tuloksia sähkömagnetismista. Mm virtajohtojen attraktio- ja repulsiosta kertovan lain. Ampere esitti teorian, jonka mukaan magneetti koostuu hiukkasista, joiden ympäri kiertää sähkövirta. Ampere uskoi teorian voimaan: kokeilla ei päästä käsiksi perustotuuksiin vaan vain koetulosten pohjalta tehtävien deduktiivisten matemaattisten päättelyiden kautta. Ns. Amperen pöytä. Kaaviokuva laitteesta, jolla Ampere mittasi suorien virtajohtojen toisiinsa aiheuttamaa voimaa.
10 Sähkön tutkimus Ensimmäinen sähkön laaja-alainen tukija oli amerikkalainen Benjamin Franklin ( ). Saavutti maailmanmainetta paitsi fyysikkona myös keksijänä, kirjoittajana ja kustantajana,diplomaattina ja politikkona. Yksi Yhdysvaltain itsenäisyysjulistuksen kirjoittajista. Kirjoitti 1751 kirjan Experiments and Observations on Electricity, Made at Philadelphia in America. Selitti, että hangattaessa kahta ainetta, toinen aineesta saa sähköisyyttä, toinen menettää. Ei ole erikseen negatiivista sähköä ja positiivista sähköä. Tämä yhden sähkön malli teki Franklinista kuuluisan ja hänet kutsuttiin Royal Societyn jäseneksi. Tutki sähkön purkautumista varatusta kappaleesta ja esitti oleellisesti sähkövarauksen säilymislain.
11 Franklinin leijakoe voi olla pelkkä legenda. Näin tarina menee. F halusi tietää, onko ukkosessa kyse sähköilmiöstä. Leija liiteli ukkospilvien lomassa. Siihen kertyi negatiivista varausta, joka kulki kosteaa lankaa pitkin avaimeen. Avaimesta oli metallijohdin Leydenin pulloon (alkeellinen kondensaattori). F piteli leijaa avaimeen kiinnitetyn kuivan silkkilangan (ei johda) avulla. Jos hän vei kätensä lähelle avainta, syntyi kipinöivä läpilyönti ja sähköisku. Se todisti, että ukkospilvissä on sähköä. Venäläinen Georg Richmann kuoli sähköiskuun toistaessaan F:n koetta silkkilanka puuttui.
12
13 Alessandro Volta ( ) ital. Vaikutti Pavian yliopistossa. Kuuli Luigi Galvanin sammakonkoipihavainnosta: kuparikoukkuun kiinnitetty kuolleen sammakon koipi sätki,kun se painettiin rautaa vasten. Volta selitti, että kun kaksi eri metallia erotetaan toisistaan sopivalla aineella, metallien välille syntyy sähkövirta. Rakensi 1800 tällä periaatteella ensimmäisen sähköpariston, Voltan patsaan. Ensimmäinen tasaisen sähkövirran lähde. Humphrey Davy käytti Voltan patsasta sähkökemiallisiin kokeisiin.
14 Michael Faraday ( ) engl. fyysikko ja kemisti Kirjansitoja. Opiskeli ominpäin kemiaa ja fysiikkaa. Hankkiutui Royal Institutionin johtajan, kemisti Humphry Davyn assistentiksi. V 1825 johtajaksi, jona oli kuolemaansa asti. Nerokas kokeiden tekijä. Teoreettiset ja matemaattiset taidot puutteellisia. Innostui Ørstedin tuloksesta, että sähkövirta synnyttää magnetismia. Halusi osoittaa sähkön ja magnetismin välillä vallitsevan symmetrian eli että magneetin avulla voidaan vastaavasti saada aikaan sähkövirtaa. Keksi sähkömoottorin periaatteen eli laitteen, jolla sähkömagneettista energiaa voidaan muuttaa mekaaniseksi liikkeeksi. Virtajohdin Sauvamagneetti
15 Keksi 29. elokuuta 1831 induktioilmiön. Käämissä kulkeva sähkövirta synnyttää virran toiseen käämiin muodostaessaan magneettikentän. Faradayn ratkaiseva oivallus oli, että ei magneettikenttä sinänsä vaan sen muuttuminen indusoi virtaa. Faradayn induktiokäämit, Teki Davyn kanssa tuttuja rautajauhekokeita, josta sai idean kuvata magneettisia ja sähköisiä vaikutuksia voimaviivojen avulla. Faradayn piirros magneetin voimaviivoista.
16 Faradayn suuriin ideoihin kuuluu kentän käsite. Etävoimien ymmärtäminen oli noussut keskustelun aiheeksi: mikä saa varauksen tietoiseksi toisen varauksen olemassaolosta jo etäältä? Faraday sanoi, ettei kaukovaikutusta ole vaan että sähkövaraus on ymmärrettävä sekä itse varattuna kappaleena että kappaleen ympärillä avaruudessa olevana sähkökenttänä. Sähkökenttä neuvoo toista varausta paikan päällä siitä, miten sen tulee käyttäytyä. Vastaava pätee hänen mukaansa magneettiselle vuorovaikutukselle. Ne olivat vain spekulaatioitani, mieleni epävarmoja häivähdyksiä. James Clerk Maxwell saattoi Faradayn kentät ja sähköisten ja magneettisten ilmiöiden symmetrian matemaattiseen muotoon 1860-luvulla. Maxwellin yhtälöt ovat fysiikan tärkeimpiä aikaansaannoksia.
17 The Royal Institution
Fysiikan historia kevät Luento 7. Faradayn sähkömoottori (1820).
Fysiikan historia kevät 2011 Luento 7 Faradayn sähkömoottori (1820). Sähkön ja magne-smin historia Ensimmäinen laaja -eteellinen tutkimus magne-smista ja staa7sesta sähköstä oli De Magnete, jonka julkaisi
LisätiedotSähkömagnetismin ymmärryksen kehityshistoriaa Katja Palomäki. Tervetuloa!
Sähkömagnetismin ymmärryksen kehityshistoriaa 6.4.2009 Katja Palomäki Tervetuloa! 1 Johdanto Esityksen tavoitteena on luoda yleiskatsaus tärkeimpiin sähkömagnetismin ymmärtämiseen vaikuttaneihin asioihin
LisätiedotPotentiaali 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
LisätiedotMagneettikenttä 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
LisätiedotMagnetismi 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
LisätiedotMagnetismi 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
LisätiedotSähkömagneettinen induktio
Sähkömagneettinen induktio Vuonna 1831 Michael Faraday huomasi jotakin, joka muuttaisi maailmaa: sähkömagneettisen induktion. ( Magneto-electricity ) M. Faraday (1791-1867) M.Faraday: Experimental researches
LisätiedotMagneettikenttä. 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
LisätiedotDEE-11110: SÄHKÖTEKNIIKAN PERUSTEET
DEE-0: SÄHKÖTEKNIIKAN PEUSTEET Passiiviset piirikomponentit vastus kondensaattori käämi Tarkoitus on yrittää ymmärtää passiivisten piirikomponenttien toiminnan taustalle olevat luonnonilmiöt. isäksi johdetaan
LisätiedotSähköstatiikka ja magnetismi
Sähköstatiikka ja magnetismi Johdatus magnetismiin Antti Haarto 19.11.2012 Magneettikenttä Sähkövaraus aiheuttaa ympärilleen sähkökentän Liikkuva sähkövaraus saa aikaan ympärilleen myös magneettikentän
LisätiedotFysiikka 7. Sähkömagnetismi
Fysiikka 7 Sähkömagnetismi Magneetti Aineen magneettiset ominaisuudet ovat seurausta atomiydintä kiertävistä elektroneista (ytimen kiertäminen ja spin). Magneettinen vuorovaikutus Etävuorovaikutus Magneetilla
LisätiedotMS-A0305 Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Luento 10: Stokesin lause
MS-A0305 Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Luento 10: Stokesin lause Antti Rasila Matematiikan ja systeemianalyysin laitos Aalto-yliopisto Syksy 2016 Antti Rasila (Aalto-yliopisto) MS-A0305 Syksy
LisätiedotDEE-11110: SÄHKÖTEKNIIKAN PERUSTEET
DEE-11110: SÄHKÖTEKNIIKAN PERUSTEET Kurssin esittely Sähkömagneettiset ilmiöt varaus sähkökenttä magneettikenttä sähkömagneettinen induktio virta potentiaali ja jännite sähkömagneettinen energia teho Määritellään
LisätiedotMagneettikentät. Haarto & Karhunen. www.turkuamk.fi
Magneettikentät Haarto & Karhunen Magneettikenttä Sähkövaraus aiheuttaa ympärilleen sähkökentän Liikkuva sähkövaraus saa aikaan ympärilleen myös magneettikentän Magneettikenttä aiheuttaa voiman liikkuvaan
LisätiedotKuva 8.1 Suoran virrallisen johtimen magneettikenttä (A on tarkastelupiste). /1/
8 SÄHKÖMAGNETISMI 8.1 Yleistä Magneettisuus on eräs luonnon ilmiö, joka on tunnettu jo kauan, ja varmasti jokaisella on omia kokemuksia magneeteista ja magneettisuudesta. Uudempi havainto (1820, Christian
LisätiedotRATKAISUT: 19. Magneettikenttä
Physica 9 1. painos 1(6) : 19.1 a) Magneettivuo määritellään kaavalla Φ =, jossa on magneettikenttää vastaan kohtisuorassa olevan pinnan pinta-ala ja on magneettikentän magneettivuon tiheys, joka läpäisee
LisätiedotSMG-2100: SÄHKÖTEKNIIKKA
SMG-: SÄHKÖTEKNIIKKA Passiiviset piirikomponentit vastus kondensaattori käämi Tarkoitus on yrittää ymmärtää passiivisten piirikomponenttien toiminnan taustalle olevat luonnonilmiöt. isäksi johdetaan näiden
Lisätiedot&()'#*#+)##'% +'##$,),#%'
"$ %"&'$ &()'*+)'% +'$,),%' )-.*0&1.& " $$ % &$' ((" ")"$ (( "$" *(+)) &$'$ & -.010212 +""$" 3 $,$ +"4$ + +( ")"" (( ()""$05"$$"" ")"" ) 0 5$ ( ($ ")" $67($"""*67+$++67""* ") """ 0 5"$ + $* ($0 + " " +""
LisätiedotYleistä 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
LisätiedotSähkö ja magnetismi 2
Kokeellista fysiikkaa luokanopettajille Ari Hämäläinen kevät 2005 Sähkö ja magnetismi 2 Sähkövirran magneettinen vaikutus, sähkövirran suunta Tanskalainen H.C. Ørsted teki v. 1820 fysiikan luennolla seuraavanlaisen
LisätiedotAiheena tänään. Virtasilmukka magneettikentässä Sähkömagneettinen induktio. Vaihtovirtageneraattorin toimintaperiaate Itseinduktio
Sähkömagnetismi 2 Aiheena tänään Virtasilmukka magneettikentässä Sähkömagneettinen induktio Vaihtovirtageneraattorin toimintaperiaate Itseinduktio Käämiin vaikuttava momentti Magneettikentässä olevaan
LisätiedotCoulombin 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 =
Lisätiedot1.1 Magneettinen vuorovaikutus
1.1 Magneettinen vuorovaikutus Magneettien välillä on niiden asennosta riippuen veto-, hylkimis- ja vääntövaikutuksia. Magneettinen vuorovaikutus on etävuorovaikutus Magneeti pohjoiseen kääntyvää päätä
LisätiedotDEE-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
Lisätiedotkipinäpurkauksena, 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
Lisätiedot4. Gaussin laki. (15.4)
Luku 15 Maxwellin yhtälöt 15.1 iirrosvirta Voidaan osoittaa, että vektorikenttä on yksikäsitteisesti määrätty, jos tunnetaan sen divergenssi, roottori ja reunaehdot. Tämän vuoksi sähkö- ja magneettikenttien
LisätiedotRATKAISUT: 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
LisätiedotSähkömagnetismi I: kolme ilmiömaailmaa
Matematiikan, fysiikan ja kemian opettajan kandiohjelma Didaktisen fysiikan kokeellisuus I Sähkömagnetismi I: kolme ilmiömaailmaa Tutustutaan kvalitatiivisesti sähkövaraukseen, magnetismiin ja sähkövirtaan
LisätiedotSMG-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,
Lisätiedot8a. Kestomagneetti, magneettikenttä
Nimi: LK: SÄHKÖ-OPPI 8. Kestomagneetti, magneettikenttä (molemmat mopit) Tarmo Partanen 8a. Kestomagneetti, magneettikenttä Tee aluksi testi eli ympyröi alla olevista kysymyksistä 1-8 oikeaksi arvaamasi
LisätiedotMaxwell 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
LisätiedotELEC-A4920 (3 op) Sähkötekniikan historia ja innovaatiot. 7. luento: Magneetin sähkövaikutus
ELEC-A4920 (3 op) Sähkötekniikan historia ja innovaatiot 7. luento: Magneetin sähkövaikutus luento päivämäärä aihe 1 8.1.2018 Johdanto. Sähkön ja magnetismin varhaishistoria 2 15.1.2018 Lasi- ja lakkasähkö
LisätiedotFy06 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
LisätiedotSÄHKÖ 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
LisätiedotMagneettiset materiaalit
Magneettiset materiaalit Minna Haavisto 8.11.2007 Torstai 8.11.2007 9:00 Magnetismi (1 h); Minna Haavisto, Magneettiteknologiakeskus 9:45 Tauko 10:00 Magnetismin materiaalifysikaalinen tausta (2 h); Petriina
LisätiedotSMG-5250 Sähkömagneettinen yhteensopivuus (EMC) Jari Kangas Tampereen teknillinen yliopisto Elektroniikan laitos
SMG-5250 Sähkömagneettinen yhteensopivuus (EMC) Jari Kangas jari.kangas@tut.fi Tampereen teknillinen yliopisto Elektroniikan laitos Sähkömagnetiikka 2009 1 Sähköstatiikka Coulombin laki ja sähkökentän
LisätiedotLuku 27. Tavoiteet Määrittää magneettikentän aiheuttama voima o varattuun hiukkaseen o virtajohtimeen o virtasilmukkaan
Luku 27 Magnetismi Mikä aiheuttaa magneettikentän? Magneettivuon tiheys Virtajohtimeen ja varattuun hiukkaseen vaikuttava voima magneettikentässä Magneettinen dipoli Hallin ilmiö Luku 27 Tavoiteet Määrittää
LisätiedotPassiiviset 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
LisätiedotHarjoitustehtäviä 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
LisätiedotPHYS-A3131 Sähkömagnetismi (ENG1) (5 op)
PHYS-A3131 Sähkömagnetismi (ENG1) (5 op) Sisältö: Sähköiset vuorovaikutukset Magneettiset vuorovaikutukset Sähkö- ja magneettikenttä Sähkömagneettinen induktio Ajasta riippuvat tasa- ja vaihtovirtapiirit
LisätiedotMaxwell 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
LisätiedotPerusvuorovaikutukset. Tapio Hansson
Perusvuorovaikutukset Tapio Hansson Perusvuorovaikutukset Vuorovaikutukset on perinteisesti jaettu neljään: Gravitaatio Sähkömagneettinen vuorovaikutus Heikko vuorovaikutus Vahva vuorovaikutus Sähköheikkoteoria
LisätiedotNäytä tai jätä tarkistettavaksi tämän jakson tehtävät viimeistään tiistaina
Jakso 1. iot-savartin laki, Ampèren laki, vektoripotentiaali Tässä jaksossa lasketaan erimuotoisten virtajohtimien aiheuttamien magneettikenttien suuruutta kahdella eri menetelmällä, iot-savartin lain
LisätiedotSähköoppi. 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
LisätiedotELEC-A4920 (3 op) Sähkötekniikan historia ja innovaatiot. 3. luento: Staattisen sähkön aikakausi
ELEC-A4920 (3 op) Sähkötekniikan historia ja innovaatiot 3. luento: Staattisen sähkön aikakausi luento päivämäärä aihe 1 8.1.2018 Johdanto. Sähkön ja magnetismin varhaishistoria 2 15.1.2018 Lasi- ja lakkasähkö
LisätiedotPHYS-A3131 Sähkömagnetismi (ENG1) (5 op)
PHYS-A3131 Sähkömagnetismi (ENG1) (5 op) Sisältö: Sähköiset vuorovaikutukset Magneettiset vuorovaikutukset Sähkö- ja magneettikenttä Sähkömagneettinen induktio Ajasta riippuvat tasa- ja vaihtovirtapiirit
LisätiedotSähkökemian historian alkuvaiheita
Sähkökemian historian alkuvaiheita Helsingin yliopisto Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Kemian laitos Kemian opettajankoulutusyksikkö Kandidaatintutkielma Tekijä: Minna-Liisa Rantaniemi Pvm.
LisätiedotNIMI: 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.
LisätiedotELEC-A4920 (3 op) Sähkötekniikan historia ja innovaatiot. 5. luento: Sähkön magneettivaikutus
ELEC-A4920 (3 op) Sähkötekniikan historia ja innovaatiot 5. luento: Sähkön magneettivaikutus luento päivämäärä aihe 1 8.1.2018 Johdanto. Sähkön ja magnetismin varhaishistoria 2 15.1.2018 Lasi- ja lakkasähkö
LisätiedotTÄSSÄ ON ESIMERKKEJÄ SÄHKÖ- JA MAGNETISMIOPIN KEVÄÄN 2017 MATERIAALISTA
TÄSSÄ ON ESMERKKEJÄ SÄHKÖ- JA MAGNETSMOPN KEVÄÄN 2017 MATERAALSTA a) Määritetään magneettikentän voimakkuus ja suunta q P = +e = 1,6022 10 19 C, v P = (1500 m s ) i, F P = (2,25 10 16 N)j q E = e = 1,6022
Lisätiedota 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
LisätiedotPHYS-A3131 Sähkömagnetismi (ENG1) (5 op)
PHYS-A3131 Sähkömagnetismi (ENG1) (5 op) Sisältö: Sähköiset vuorovaikutukset Magneettiset vuorovaikutukset Sähkö- ja magneettikenttä Sähkömagneettinen induktio Sähkömagneettinen aaltoliike Ajasta riippuvat
Lisätiedot11.1.2012 SÄHKÖMAGNETISMI BL30A0300. LUT Energy Electricity Energy Environment
11.1.2012 SÄHKÖMAGNETISMI BL30A0300 LUT Energy Electricity Energy Environment In the beginning God created the heavens and the earth. The earth was without form and void and darkness was upon the face
LisätiedotSATE1120 Staattinen kenttäteoria kevät / 5 Laskuharjoitus 14: Indusoitunut sähkömotorinen voima ja kertausta magneettikentistä
ATE112 taattinen kenttäteoria kevät 217 1 / 5 Tehtävä 1. Alla esitetyn kuvan mukaisesti y-akselin suuntainen sauvajohdin yhdistää -akselin suuntaiset johteet (y = ja y =,5 m). a) Määritä indusoitunut jännite,
LisätiedotValosähköinen ilmiö. Kirkas valkoinen valo. Himmeä valkoinen valo. Kirkas uv-valo. Himmeä uv-valo
Valosähköinen ilmiö Vuonna 1887 saksalainen fyysikko Heinrich Hertz havaitsi sähkövarauksen purkautuvan metallikappaleen pinnalta, kun siihen kohdistui valoa. Tarkemmissa tutkimuksissa todettiin, että
LisätiedotKondensaattori 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.
LisätiedotIn the beginning God created the heavens and the earth.
1.1 Sähkömagnetismi: Sähkömagnetismin historiaa 1 SÄHKÖTEKNIIKAN HISTORIAA In the beginning God created the heavens and the earth. The earth was without form and void and darkness was upon the face of
LisätiedotKapasitiivinen ja induktiivinen kytkeytyminen
Kapasitiivinen ja induktiivinen kytkeytyminen EMC - Kaapelointi ja kytkeytyminen Kaapelointi merkittävä EMC-ominaisuuksien kannalta yleensä pituudeltaan suurin elektroniikan osa > toimii helposti antennina
LisätiedotSähkömagnetismi 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
LisätiedotDEE-11110 Sähkötekniikan perusteet
DEE-11110 Sähkötekniikan perusteet Antti Stenvall Passiiviset piirikomponentit Luennon keskeinen termistö ja tavoitteet vastus käämi kondensaattori puolijohdekomponentit Tarkoitus on esitellä piiriteorian
LisätiedotFysiikan 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-
LisätiedotVirrankuljettajat liikkuvat magneettikentässä ja sähkökentässä suoraan, kun F = F eli qv B = qe. Nyt levyn reunojen välinen jännite
TYÖ 4. Magneettikenttämittauksia Johdanto: Hallin ilmiö Ilmiön havaitseminen Yhdysvaltalainen Edwin H. Hall (1855-1938) tutki mm. aineiden sähköjohtavuutta ja löysi menetelmän, jolla hän pystyi mittaamaan
LisätiedotKuva 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
LisätiedotSähköstatiikka 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
LisätiedotSATE2180 Kenttäteorian perusteet Faradayn laki ja sähkömagneettinen induktio Sähkötekniikka/MV
SATE2180 Kenttäteorian perusteet Faradayn laki ja sähkömagneettinen induktio Sähkötekniikka/MV Faradayn laki E B t Muuttuva magneettivuon tiheys B aiheuttaa ympärilleen sähkökentän E pyörteen. Sähkökentän
LisätiedotFysiikka 8. Aine ja säteily
Fysiikka 8 Aine ja säteily Sähkömagneettinen säteily James Clerk Maxwell esitti v. 1864 sähkövarauksen ja sähkövirran sekä sähkö- ja magneettikentän välisiä riippuvuuksia kuvaavan teorian. Maxwellin teorian
LisätiedotSMG KENTTÄ JA LIIKKUVA KOORDINAATISTO
SMG KENTTÄ JA LIIKKUVA KOORDINAATISTO LiikeJla vaiku5aa siihen, miten kentät syntyvät ja miten hiukkaset kokevat kenben väli5ämät vuorovaikutukset ja miltä kentät näy5ävät. Vara5u hiukkanen kokee sähkömagneebsen
Lisätiedota) 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.
LisätiedotLuento 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)
Lisätiedot1. JOHDANTO TUTKIMUSASETTELU Tutkimuksen taustaa Tutkimuskysymykset FYSIIKAN YHDENTYMISKEHITYS
1. JOHDANTO... 4 2.TUTKIMUSASETTELU... 5 2.1. Tutkimuksen taustaa... 5 2.2. Tutkimuskysymykset... 5 3. FYSIIKAN YHDENTYMISKEHITYS... 6 3.1. Mekaniikan haara... 6 3.2. Sähködynamiikan haara... 7 3.3. Suhteellisuusteoriat...
LisätiedotMatematikka ja maailmankuva Matemaattis-luonnontieteellisten alojen akateemiset MAL 13.12.2013 Tapio Markkanen
Matematikka ja maailmankuva Matemaattis-luonnontieteellisten alojen akateemiset MAL 13.12.2013 Tapio Markkanen Maa on pallo Sacrobosco, 1550 Maan muodon vaikutus varjon muotoon kuunpimennyksessä Kuva Petrus
LisätiedotSähkötekniikan historia ja innovaatiot: Essee 3
Sähkötekniikan historia ja innovaatiot: Essee 3 Tommi Rimpiläinen 1.4.2016, S4 Georg Wilhelm Friedrich Hegel (1770 1831) Saksalainen filosofi dealisti Seurasi mmanuel Kantin jalanjäljissä Teleologinen
LisätiedotELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2016)
ELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2016) Henrik Wallén Luentoviikko 5 / versio 7. lokakuuta 2016 Luentoviikko 5 Magnetostatiikka (Ulaby, luku 5) Magneettiset voimat ja vääntömomentit Biot Savartin laki Magnetostaattiset
LisätiedotKURSSIN 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,
LisätiedotSähkölä. -näyttelyn oppimateriaalit alakoululaisille
Sähkölä -näyttelyn oppimateriaalit alakoululaisille Tehtävänumeron perään on merkitty näyttelykohde, josta saa lisätietoja kysymykseen tai voi syventää omaa osaamistaan. Kaikkia kysymyksiä ei ole tarkoitus
LisätiedotSÄHKÖMAGNETISMI. LUENNOITSIJA: Emilia Kilpua huone: Physicum D324 vastaanofoaika: ma 12-13
SÄHKÖMAGNETISMI LUENNOITSIJA: Emilia Kilpua email: Emilia.Kilpua@helsinki.fi huone: Physicum D324 vastaanofoaika: ma 12-13 KÄYTÄNNÖN JUTTUJA Luennot:. 10-12 ja ke 10-12 KoMsivut: hfps://courses.helsinki.fi/fi/530283/115854102
Lisätiedota) Piirrä hahmotelma varjostimelle muodostuvan diffraktiokuvion maksimeista 1, 2 ja 3.
Ohjeita: Tee jokainen tehtävä siististi omalle sivulleen/sivuilleen. Merkitse jos tehtävä jatkuu seuraavalle konseptille. Kirjoita ratkaisuihin näkyviin tarvittavat välivaiheet ja perustele lyhyesti käyttämästi
LisätiedotSähäkästi sähköstä, makeasti magnetismista. Fysiikan ja kemian pedagogiset perusteet, kevät 2012 Kari Sormunen
Sähäkästi sähköstä, makeasti magnetismista Fysiikan ja kemian pedagogiset perusteet, kevät 2012 Kari Sormunen Oppilaiden ennakkokäsityksiä virtapiireihin liittyen a) Yksinapamalli, jonka mukaan paristosta
LisätiedotELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2015)
ELEC C4140 Kenttäteoria (syksy 2015) Henrik Wallén Luentoviiko 6 / versio 14. lokakuuta 2015 Magnetostatiikka (Ulaby, luku 5) Magneettiset voimat ja vääntömomentit Biot Savartin laki Magnetostaattiset
LisätiedotSähkömagnetismi (ENG2)
Sähkömagnetismi (ENG2) Jami Kinnunen 6. helmikuuta 2019 Sisältö 1 Sähkökentät 2 1.1 Sähköinen voima, sähkökenttä ja sähköpotentiaali......................... 2 1.2 Coulombin voima............................................
LisätiedotTfy Fysiikka IIB Mallivastaukset
Tfy-.14 Fysiikka B Mallivastaukset 14.5.8 Tehtävä 1 a) Lenin laki: Muuttuvassa magneettikentässä olevaan virtasilmukkaan inusoitunut sähkömotorinen voima on sellainen, että siihen liittyvän virran aiheuttama
LisätiedotMagneettinen energia
Luku 11 Magneettinen energia 11.1 Kelojen varastoima energia Sähköstatiikan yhteydessä havaittiin, että kondensaattori kykenee varastoimaan sähköstaattista energiaa. astaavalla tavalla kela, jossa kulkee
LisätiedotTehtävä 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,
Lisätiedot1 Johdanto Mikä tämä kurssi on Hieman taustaa Elektrodynamiikan perusrakenne Kirjallisuutta... 8
Sisältö 1 Johdanto 3 1.1 Mikä tämä kurssi on....................... 3 1.2 Hieman taustaa.......................... 4 1.3 Elektrodynamiikan perusrakenne................ 6 1.4 Kirjallisuutta...........................
LisätiedotSMG-5250 Sähkömagneettinen yhteensopivuus (EMC) Jari Kangas Tampereen teknillinen yliopisto Elektroniikan laitos
SMG-5250 Sähkömagneettinen yhteensopivuus (EMC) Jari Kangas jari.kangas@tut.fi Tampereen teknillinen yliopisto Elektroniikan laitos Sähkömagnetiikka 2009 1 1 Maxwellin & Kirchhoffin laeista Piirimallin
LisätiedotLuku Ohmin laki
Luku 9 Sähkövirrat Sähkövirta määriteltiin kappaleessa 7.2 ja huomattiin, että magneettikenttä syntyy sähkövirtojen vaikutuksesta. Tässä kappaleessa tarkastellaan muita sähkövirtaan liittyviä seikkoja
LisätiedotElektroniikka. Tampereen musiikkiakatemia Elektroniikka Klas Granqvist
Elektroniikka Tampereen musiikkiakatemia Elektroniikka Klas Granqvist Kurssin sisältö Sähköopin perusteet Elektroniikan perusteet Sähköturvallisuus ja lainsäädäntö Elektroniikka musiikkiteknologiassa Suoritustapa
Lisätiedot2 Staattinen sähkökenttä Sähkövaraus ja Coulombin laki... 9
Sisältö 1 Johdanto 3 1.1 Mikä tämä kurssi on....................... 3 1.2 Hieman taustaa.......................... 4 1.3 Elektrodynamiikan perusrakenne................ 5 1.4 Pari sanaa laskennasta......................
LisätiedotAurinko. Tähtitieteen peruskurssi
Aurinko K E S K E I S E T K Ä S I T T E E T : A T M O S F Ä Ä R I, F O T O S F Ä Ä R I, K R O M O S F Ä Ä R I J A K O R O N A G R A N U L A A T I O J A A U R I N G O N P I L K U T P R O T U B E R A N S
LisätiedotFY6 - 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.
Lisätiedot4. SÄHKÖMAGNEETTINEN INDUKTIO
4. SÄHKÖMAGNEETTINEN INDUKTIO Magneettivuo Magneettivuo Φ määritellään vastaavalla tavalla kuin sähkövuo Ψ Magneettivuo Φ on magneettivuon tiheyden B ja sen läpäisemän pinta-alan A pistetulo Φ= B A= BAcosθ
LisätiedotSÄHKÖMAGNETISMI Juha Pyrhönen, Janne Nerg
OPETUSMONISTE SÄHKÖMAGNETISMI Juha Pyrhönen, Janne Nerg y x B(z,t b v a z ISBN 95-764-65-9 ISSN 455-853 4 LAPPEENRANNAN TEKNILLINEN KORKEAKOULU Sähkötekniikan osasto UDK: 6.33 Juha Pyrhönen, Janne Nerg
LisätiedotFY1 Fysiikka luonnontieteenä
Ismo Koponen 10.12.2014 FY1 Fysiikka luonnontieteenä saa tyydytystä tiedon ja ymmärtämisen tarpeelleen sekä saa vaikutteita, jotka herättävät ja syventävät kiinnostusta fysiikkaa kohtaan tutustuu aineen
LisätiedotJupiterin magnetosfääri. Pasi Pekonen 26. Tammikuuta 2009
Jupiterin magnetosfääri Pasi Pekonen 26. Tammikuuta 2009 Johdanto Magnetosfääri on planeetan magneettikentän luoma onkalo aurinkotuuleen. Magnetosfäärissä plasman liikettä hallitsee planeetan magneettikenttä.
LisätiedotDEE Aurinkosähkön perusteet
DEE-53010 Aurinkosähkön perusteet Neljännen luennon aihepiirit Aurinkokennon virta-jännite-käyrän muodostuminen Edellisellä luennolla tarkasteltiin aurinkokennon toimintaperiaatetta kennon sisäisten tapahtumisen
LisätiedotLuento 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
LisätiedotSuprajohteet. 19. syyskuuta Syventävien opintojen seminaari Suprajohteet. Juho Arjoranta
Suprajohteet Syventävien opintojen seminaari juho.arjoranta@helsinki. 19. syyskuuta 2013 Sisällysluettelo 1 2 3 4 5 1911 H. K. Onnes havaitsi suprajohtavuuden Kuva: Elohopean resistiivisyys sen kriittisen
LisätiedotFysiikka 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
LisätiedotKvanttifysiikan 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.
LisätiedotJakso 8. Ampèren laki. B-kentän kenttäviivojen piirtäminen
Jakso 8. Ampèren laki Esimerkki 8.: Johda pitkän suoran virtajohtimen (virta ) aiheuttaman magneettikentän lauseke johtimen ulkopuolella etäisyydellä r johtimesta. Ratkaisu: Käytetään Ampèren lakia C 0
Lisätiedot