SÄHKÖ KÄSITTEENÄ. Yleisnimitys suurelle joukolle ilmiöitä ja käsitteitä:



Samankaltaiset tiedostot
kipinäpurkauksena, josta salama on esimerkki.

TEHTÄVÄT KYTKENTÄKAAVIO

Coulombin laki. Sähkökentän E voimakkuus E = F q

1. Tasavirta. Virtapiirin komponenttien piirrosmerkit. Virtapiiriä havainnollistetaan kytkentäkaaviolla

SÄHKÖTEKNIIKKA. NBIELS13 Tasasähköpiirit Jussi Hurri syksy 2015

SÄHKÖTEKNIIKKA. NTUTAS13 Tasasähköpiirit Jussi Hurri kevät 2015

Elektroniikka. Tampereen musiikkiakatemia Elektroniikka Klas Granqvist

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

Sähkövirran määrittelylausekkeesta

SÄHKÖSTATIIKKA JA MAGNETISMI. NTIETS12 Tasasähköpiirit Jussi Hurri syksy 2013

Fysiikan perusteet ja pedagogiikka (kertaus)

DEE-11110: SÄHKÖTEKNIIKAN PERUSTEET

DEE Sähkötekniikan perusteet

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

Katso Opetus.tv:n video: Kirchhoffin 1. laki

KURSSIN TÄRKEIMPIÄ AIHEITA

Fy06 Koe Kuopion Lyseon lukio (KK) 1/7

DEE-11110: SÄHKÖTEKNIIKAN PERUSTEET

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

Harjoitustehtäviä kokeeseen: Sähköoppi ja magnetismi

DEE Sähkötekniikan perusteet

Sähköoppi. Sähköiset ja magneettiset vuorovaikutukset sekä sähkö energiansiirtokeinona.

Sähäkästi sähköstä, makeasti magnetismista. Fysiikan ja kemian pedagogiset perusteet, kevät 2012 Kari Sormunen

5. Sähkövirta, jännite

Lineaarialgebra MATH.1040 / Piirianalyysiä

Sähkötekiikka muistiinpanot

Aktiiviset piirikomponentit. DEE Piirianalyysi Risto Mikkonen

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

Luku Ohmin laki

Sähäkästi sähköstä, makeasti magnetismista. Fysiikan ja kemian perusteet ja pedagogiikka Kari Sormunen, kevät 2014

Elektroniikka. Mitä sähkö on. Käsitteistöä

Omnia AMMATTIOPISTO Pynnönen

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

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

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

TASASUUNTAUS JA PUOLIJOHTEET

RATKAISUT: 17. Tasavirtapiirit

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.

RATKAISUT: 22. Vaihtovirtapiiri ja resonanssi

DEE Aurinkosähkön perusteet

Passiiviset piirikomponentit. 1 DEE Piirianalyysi Risto Mikkonen

SMG-2100: SÄHKÖTEKNIIKKA

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

7. Resistanssi ja Ohmin laki

SMG-1100: PIIRIANALYYSI I

Luento 2. DEE Piirianalyysi Risto Mikkonen

RATKAISUT: 18. Sähkökenttä

Opiskelijoiden oppimisen arvioiminen tasavirtapiirejä käsittelevän tutoriaaliharjoituksen

Fysiikka 9. luokan kurssi

FY6 - Soveltavat tehtävät

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

Kondensaattori ja vastus piirissä (RC-piiri)

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

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

Sähkö ja magnetismi 2

Perunapellosta virtaa! Jenna Salmijärvi ja Maija Torttila

Taitaja2010, Iisalmi Suunnittelutehtävä, teoria osa

saa valmiuksia osallistua ympäristöä ja teknologiaa koskevaan kriittiseen keskusteluun ja päätöksentekoon.

SMG-1100: PIIRIANALYYSI I

Sähkövaraus. Hankaussähkö. Copyright Isto Jokinen

Elektroniikka ja sähkötekniikka

SMG-1100: PIIRIANALYYSI I

Jännite, virran voimakkuus ja teho

Hahmottava kokonaisuus TASAVIRTAPIIRIT. Sirkka-Liisa Koskinen Tapio Penttilä Ryhmä: E5

Sähköopin mittauksia 1

Sähkömagneettinen induktio

Mittalaitetekniikka. NYMTES13 Vaihtosähköpiirit Jussi Hurri syksy 2014

DEE Sähkötekniikan perusteet

5.9 FYSIIKKA OPETUKSEN TAVOITTEET

Magneettikenttä ja sähkökenttä

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

DEE Sähkötekniikan perusteet

a) Kun skootterilla kiihdytetään ylämäessä, kitka on merkityksettömän pieni.

3D-kuva A B C D E Kuvanto edestä Kuvanto sivulta Kuvanto päältä. Nimi Sotun loppuosa - Monimuotokoulutuksen soveltavat tehtävät 20 p. Tehtävä 1 3p.

Pynnönen Opiskelija: Tarkastaja: Arvio:

FYS206/5 Vaihtovirtakomponentit

VASTUSMITTAUKSIA. 1 Työn tavoitteet

Fysiikka 1. Coulombin laki ja sähkökenttä. Antti Haarto

Luku 23. Esitiedot Työ, konservatiivinen voima ja mekaaninen potentiaalienergia Sähkökenttä

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

Sähköstatiikka ja magnetismi Coulombin laki ja sähkökenttä

Magneettinen energia

RATKAISUT: Kertaustehtäviä

Fysiikka 1. Kondensaattorit ja kapasitanssi. Antti Haarto

Maxwell ja hänen yhtälönsä mitä seurasi?

Pynnönen Opiskelija: Tarkastaja: Arvio:

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

SATE1140 Piirianalyysi, osa 1 kevät /9 Laskuharjoitus 4: Kerrostamis- ja silmukkamenetelmä

Magnetismi Mitä tiedämme magnetismista?

FYSP104 / K2 RESISTANSSIN MITTAAMINEN

Magneettikenttä. Liikkuva sähkövaraus saa aikaan ympärilleen sähkökentän lisäksi myös magneettikentän

Fy06 Koe Kuopion Lyseon lukio (KK) 1/6

SMG-4450 Aurinkosähkö

Vastksen ja diodin virta-jännite-ominaiskäyrät sekä valodiodi

PUOLIJOHTEISTA. Yleistä

1. Mitä tarkoittaa resistanssi? Miten resistanssi lasketaan ja mikä on sen yksikkö?

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

Kaksi yleismittaria, tehomittari, mittausalusta 5, muistiinpanot ja oppikirjat. P = U x I

Magneettikentät. Haarto & Karhunen.

Transkriptio:

FY6 SÄHKÖ

Tavoitteet Kurssin tavoitteena on, että opiskelija ymmärtää sähköön liittyviä peruskäsitteitä, tutustuu mittaustekniikkaan osaa tehdä sähköopin perusmittauksia sekä rakentaa ja tutkia yksinkertaisia virtapiirejä.

Sisällöt sähköpari, sähkövirran kulku metallijohteessa jännitteen ja sähkövirran mittaaminen Ohmin laki Joulen laki vastukset, vastusten kytkennät ja Kirchoffin lait Coulombin laki, homogeeninen sähkökenttä ja aine sähkökentässä kondensaattori, kytkennät ja energia sähkövirran kulku puolijohteessa, esimerkkinä diodi

SÄHKÖ KÄSITTEENÄ Yleisnimitys suurelle joukolle ilmiöitä ja käsitteitä: - Sähkövaraus - Sähkövirta - Sähkökenttä - Sähköinen vuorovaikutus Ilmiö, joka perustuu elektronien liikkeeseen ja hiukkasten vuorovaikutukseen Sähköä voidaan tuottaa kemiallisia ja fysikaalisia menetelmiä hyödyntäen

JÄNNITE Virtalähteen napojen välillä on varausero, jota sanotaan jännitteeksi. Jännitteen kirjaintunnus on U ja yksikkö voltti (1 V). Kun erimerkkiset navat yhdistetään, johtimeen syntyy sähkövirta.

SÄHKÖVIRTA Sähkövirta on elektronien liikettä johtimessa. Sähkövirran kirjaintunnus on I ja yksikkö ampeeri (1 A). Jännitettä mitataan jännite- eli volttimittarilla ja sähkövirtaa virta- eli ampeerimittarilla. 1. VIRTAPIIRI

VIRTAPIIRI Virtapiiri on sähkön kulkureitti. Jos virtalähteen navat yhdistetään suoraan johtimella toisiinsa, syntyy oikosulku. Jos virtapiiri on suljettu, sähkövirta kulkee ja jos virtapiiri on avoin, sähkövirta ei kulje. http://opettajatv.yle.fi/teemat/aine/615/616/ m1114/energia+ja+s%c3%a4hk%c3%b6 1. VIRTAPIIRI

1.1. SULJETTU VIRTAPIIRI Suljetussa virtapiirissä pitää olla sähkövirran synnyttävä ja sitä ylläpitävä jännitelähde (virtalähde) esim. Paristo Jännitelähde on kaksinapainen: positiivinen(+)napa negatiivinen(-)napa Sähkövirran suuruus riippuu virtapiirin komponenteista. Sähkövirran suunnaksi on sovittu positiiviselta navalta negatiiviselle navalle. Tiedepankki, fysiikka: sähkövirta http://opettajatv.yle.fi/teemat/aine/18/100/m1114/s%c3%a4hk%c3%b6+%28fy6%29 1. VIRTAPIIRI

JOHTEET JA ERISTEET Johde on aine, jonka varaukset eivät ole sidottuja tiettyyn paikkaan, vaan ne voivat liikkua vapaasti ja aine johtaa sähköä. esim. metallit, suolaliuokset, grafiitti Varaus ei pääse liikkumaan eristeessä tai sen pinnalla eli eriste ei johda sähköä. esim. muovit, lasi, posliini Puolijohteiden sähkönjohtokykyä voidaan muuttaa esim. valon tai lämpötilan avulla. esim. pii, germanium 1. VIRTAPIIRI

KYTKENTÄKAAVIO Virtapiirejä kuvataan kytkentäkaaviolla, joissa jokaisella komponentilla on oma piirrosmerkkinsä. 1. VIRTAPIIRI

MITTAREIDEN KÄYTTÖ JÄNNITTEEN MITTAAMINEN

SÄHKÖVIRRAN MITTAAMINEN

KYTKENTÄKAAVION PIIRTÄMINEN 1. Piirrä kytkentöjen kytkentäkaaviot. Ratk.

2. Piirrä kytkentöjen kytkentäkaaviot. Merkitse kuvaan sähkövirran suunta. ratk.

3. Piirrä kytkentäkaavio, jossa on katkaisija, paristo ja kaksi lamppua kytkettynä niin, että toinen lamppu hehkuu jatkuvasti ja toisen voi sytyttää katkaisijalla. Ratk.

SÄHKÖVIRRAN SÄILYMINEN Haarautumattomassa virtapiirissä on kaikkialla sama sähkövirta. Sähkövirta ei kulu virtapiirissä Mitä suurempi pariston jännite on, sitä suurempi sähkövirta virtapiirissä on. Virtapiirissä kulkeva sähkövirta välittää energiaa. esim. Osa pariston kemiallisesta energiasta välittyy lampun valoja lämpöenergiaksi

SÄHKÖLÄHTEET Paristo ja akku ovat energiavarastoja. Pariston ja akun kemiallinen energia voidaan muuttaa sähkön avulla muiksi energiamuodoiksi, esim. valoksi, liikkeeksi ja lämmöksi. Kun pariston sisältämä energia on kulutettu loppuun, paristo on käyttökelvoton. Akku on sähkölähde, jota voidaan ladata aina uudelleen.

PARISTOJEN KYTKENNÄT

LAMPPUJEN KYTKENNÄT SARJAAN KYTKEMINEN Lamput palavat himmeämmin kuin yksi lamppu Kun yksi lamppu kierretään irti, kaikki lamput sammuvat. RINNANKYTKEMINEN Lamput palavat yhtä kirkkaasti kuin yksi lamppu. Kun yksi kierretään irti, muut lamput palavat.

KIRCHOFFIN 1. LAKI Virtapiirin kuhunkin pisteeseen tulevien sähkövirtojen summa on yhtä suuri kuin siitä lähtevien sähkövirtojen summa.

POTENTIAALIN MUUTOKSET Virtapiirin potentiaali, V, kuvaa virtapiirin yksittäisen pisteen sähköistä tilaa. (nollataso valittava) Virtapiirin kahden pisteen välinen jännite on näiden pisteiden potentiaaliero U BA =V B -V A, missä U on jännite ja V potentiaali Pariston napojen välistä jännitettä sanotaan napajännitteeksi. Potentiaali kasvaa napajännitteen verran, kun siirrytään pariston yli miinusnavalta plusnavalle.

KIRCHOFFIN 2. LAKI Suljetussa virtapiirissä potentiaalimuutosten summa on nolla, summa V= 0.

POTENTIAALIN MUUTOKSET AVOIMESSA VIRTAPIIRISSÄ Avoimessa virtapiirissä ei ole sähkövirtaa. Siksi potentiaali muuttuu paristojen kohdalla, muttei lampuissa. Avoimessa virtapiirissä on jännite ilman, että siinä on sähkövirtaa. Lampuissa ei tapahdu jännitehäviötä, koska piiri ei kuluta energiaa.