Sähkömagnetismia 22. helmikuuta 2013 12:28 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 http://phet.colorado.edu/fi/simulation/travoltage 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
FY6 Sivu 2 Vetyatomitehtävä 22. helmikuuta 2013 13:41 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?
Sähkökenttä 4. maaliskuuta 2013 14:55 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
Electric Field Hockey 4. maaliskuuta 2013 22:49 Läksytehtävä: Läpäise Electric Field Hockeyn kolmostaso https://phet.colorado.edu/fi/simulation/electric-hockey Tässä tuloksia Screen clipping taken: 4.3.2013 22:50 FY6 Sivu 4
Screen clipping taken: 4.3.2013 22:55 Screen clipping taken: 4.3.2013 23:01 FY6 Sivu 5
Homogeeninen sähkökenttä 6. maaliskuuta 2013 10:20 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 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 http://falstad.com/vector3de/ 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
Työ ja energia sähkökentässä 8. maaliskuuta 2013 12:49 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
Johteet ja eristeet sähkökentässä 11. maaliskuuta 2013 14:34 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
Virtapiiri 13. maaliskuuta 2013 10:34 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
Resistanssi 15. maaliskuuta 2013 13:07 (Georg Ohm) Georg Ohm (1789-1854) 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
Resistiivisyys 18. maaliskuuta 2013 14:25 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
FY6 Sivu 12 Kokeellisen työn mittauspöytäkirja 18. maaliskuuta 2013 14:48 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 0,51 10 5,92 1,92 11 3,25 1,05 12 4,96 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
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
Kokeellisen työn juttuja 26. maaliskuuta 2013 22:27 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) 1 74 0,74 3,2 2 64 0,64 2,9 3 55 0,55 2,4 4 46 0,46 2,1 5 37 0,37 1,7 6 32 0,32 1,5 7 25 0,25 1,2 8 20 0,20 1,0 9 12 0,12 0,7 10 5,0 0,050 0,4 FY6 Sivu 14
FY6 Sivu 15 Vastusten kytkennät 20. maaliskuuta 2013 10:55 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
FY6 Sivu 16 Energia 22. maaliskuuta 2013 12:46 Joule James Prescott Joule (1818-1889) 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.
Pariston napajännite ja lähdejännite 22. maaliskuuta 2013 13:42 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
Kirchhoffin lait 25. maaliskuuta 2013 14:32 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
Kondensaattori 3. huhtikuuta 2013 10:15 Kondensaattorin historia 1740-luvulla keksittiin, että vedellä täytettyyn lasipulloon voidaan "varastoida" staattista sähköä Benjamin Franklin (1706-1790) 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
FY6 Sivu 20 Kondensaattorien kytkennät 5. huhtikuuta 2013 13:07 Sarjaankytkentä Sarjaankytketyillä kondensaattoreilla on sama varaus Sarjaankytkettyjen kondensaattorien kokonaiskapasitanssi Rinnankytkentä Rinnankytkettyjen kondensaattorien kokonaiskapasitanssi
Puolijohteet 8. huhtikuuta 2013 14:35 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 (5-1000 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 2012 7. 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
s. 168. t. 4-7. Elektronit kulkevat vastapäivään, jolloin virta kulkee myötäpäivään. FY6 Sivu 22
FY6 Sivu 23 Koealue 10. huhtikuuta 2013 11:21 Kappaleiden tärkeysjärjestys ja tehtävämäärä 1-3 kpl 2-2 kpl 3-1 kpl 4-1 kpl Käyttökelpoisia kaavoja http://opetus.tv/fysiikka/fy6/
Läksyt 22. helmikuuta 2013 13:48 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. 1-35 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 27.3.2013 FY6 Sivu 24