Elektricitet och magnetism

Transkript

1 Elektricitet och magnetism

2

3

4 Eldistribution

5 Laddning Ett grundläggande begrepp inom elektricitetslära är laddning. Under 1700-talet fann forskarna två sorters laddning POSITIV laddning och NEGATIV laddning STÖTER BORT STÖTER BORT ATTRAHERAR

6 Vad kommer laddningarna ifrån? Materia är uppbygt av ATOMER + Protoner (positivt laddade) Elektroner (negativt laddade) Neutroner (neutrala)

7

8 Hur kan det bli positiv och negativ laddning? Vissa ämnen tar gärna till sig fler elektroner medan andra har lätt att ge ifrån sig elektroner. Det ämnet som får ett överskott av elektroner blir negativt och det ämnet som får ett underskott av elektroner blir då positivt laddat.

9 Statisk elektricitet Statisk elektricitet uppkommer genom att 2 material vid gnidning mot varandra överför eller tar upp elektroner från den andra parten. Lämnar materialet ifrån sig elektroner uppstår en positiv laddning medan ett tillskott av elektroner ger en negativ laddning. En förutsättning för att laddningen skall kvarstå är att materialet är ett icke elektriskt ledande material såsom plaster, textilier, papper, trä m.m. Det kallas statisk elektricitet, eftersom den finns kvar ända tills den leds bort eller på annat sätt neutraliseras.

10 Statisk elektricitet Laddad ballong Neutral vägg

11 Ledare och isolatorer Ämnen som leder ström kallas ledare. Alla metaller leder ström. Bäst är silver, guld och koppar. Även vatten och människokroppen leder ström. Ämnen som inte leder ström kallas isolatorer. Exempel på sådana är gummi, porslin, plast och luft.

12 Hur ser en strömförande kabel ut? LEDARE ISOLATOR

13 Elektrisk ström Ström är elektroner som förflyttas i ett ledande material. Elektrisk ström mäts i ampere, A. Mätinstrumentet för ström heter amperemeter.

14

15 Strömmens riktning?

16 Spänning Spänningen är ett mått på batteriets förmåga att driva fram elektronerna i strömkretsen.

17 Likström Likspänning heter det just för att strömriktningen är den samma hela tiden. Likström förkortas DC från engelskans Direct Current.

18 Växelström Från ett vägguttag får vi en 220 Volts-spänning som byter riktning mellan polerna hela tiden, en s.k. växelspänning. I ena ögonblicket är det plus i ena av de två hålen i väggen och i nästa ögonblick i det andra. Växelspänning förkortas AC (Alternating Current).

19 Kopplingsschema Ett kopplingsschema är en bild av en elektrisk krets som ritas på ett enklare sätt.

20 Symboler för kretsscheman Ledning Batteri Lampa Strömbrytare Amperemeter Voltmeter A V

21 Seriekoppling Endast en väg för strömmen att passera Om en lampa går sönder slocknar alla andra lampor också

22 Parallelkoppling Här kan strömmen ta flera vägar Om en lampa går sönder lyser de andra

23 Att mäta ström A A SERIEKOPPLING PARALLELLKOPPLING

24 Att mäta spänning V SERIEKOPPLING V PARALLELKOPPLING

25 Kopplingsschema

26 Resistansen Allt som kopplas in i en elektrisk krets (med undantag för supraledare) har en viss resistans, det vill säga gör ett visst motstånd mot strömmen. Resistansen mäts i ohm (Ω). En komponent som ska öka resistensen i en krets kallas motstånd.

27 Resistansen Resistansen beror på ledarens tjocklek. Ju tjockare ledaren är desto lättare kan elektronerna passera ledaren alltså har en tjockare ledare mindre resistans.

28 Resistansen Resistansen beror också på materialet i ledaren.

29 Resistansen - sammanfattning För ett motstånd av ett givet material så beror resistansen av Motståndets längd Motståndets tvärsnittsarea Motståndets material R = L / A A L Proportionalitetskonstanten kallas för materialets resistivitet

30 Elektrisk resistans Då en elektrisk ström passerar genom en elektrisk komponent så förlorar strömmen en del av sin energi. Därigenom uppstår en elektrisk spänningsskillnad över komponenten. Elektrisk resistans definieras som kvoten mellan den spänningskillnad som finns över komponenten och strömmen genom den, R=U / I. En elektrisk komponent för vilken kvoten U/I är konstant för alla värden på U och I, kallas för ett elektriskt motstånd eller resistor. Beteckning: Elektrisk resistans betecknas ofta med R. SI-enhet: Ohm ( ). 1 = 1 V/A. Kretssymbol: En elektrisk resistor (motstånd) anges ofta med en rektangulär symbol. R I + U -

31 Magnetism Jorden är som en jättestor magnet! Sannolikt består både den fasta och flytande delen av kärnan av nickelhaltigt järn. Jordens magnetfält uppstår till följd av strömmar i den flytande delen av kärnan.

32 Magnetism Permanent magnet behåller sin magnetism under lång tid. En permanent magnet har en sydpol och en nordpol Tillfälliga magneter t.ex. en järnspik är magnetisk bara om den befinner sig i närheten av en annan magnet

33 Magnetism bortstötning bortstötning attraktion

34 Series Circuits

35 Parallellkoppling

36