ELLÄRA OCH MAGNETISM



Relevanta dokument
ELLÄRA OCH MAGNETISM

Kommentarer till målen inför fysikprovet. Magnetism & elektricitet

ELEKTRICITET.

Testa dig själv 3.1. Testa dig själv 3.2

Elektricitet och magnetism

Koll på NO kapitel 5 Energi, sidan NTA, Kretsar kring el

Magnetism och EL. Prov v 49

Facit till Testa dig själv 3.1

Efter avsnittet ska du:

Think, pair, share. Vad tänker du på när du hör ordet elektricitet? Vad vill du veta om elektricitet?

ELEKTRICITET & MAGNETISM

Lärarhandledning: Ellära. Författad av Jenny Karlsson

Magneter. En magnet har all-d en nord- och en sydände. Magneter används -ll exempelvis kompasser, magnetlås, fästmagneter.

Ge exempel på hur vi använder oss av magneter Think, pair, share

Elektricitet och magnetism. Elektromagneter

Elektriska signaler finns i våra kroppar.

attraktiv repellerande

FYSIK ELEKTRICITET. Årskurs 7-9

ELLÄRA ELLÄRA. För många kan detta vara ett nytt ämne och till och med en helt ny värld som öppnar sig. Vi börjar därför från början.

Think, pair, share. Vad är elektricitet och magnetism för dig? Vad vill du veta om elektricitet/magnetism?

Läsförståelse 26. Magnetism. Jonas Storm, Kungsbroskolan, Tidaholm Bild från wikipedia. Pyramid av dankar och stavmagneter.

ELEKTRICITET. Vad använder vi elektricitet till? Hur man använder elektricitet?

Elektricitet studieuppgifter med lösning.

en titt på lärarmaterial och elevtexter

Q I t. Ellära 2 Elektrisk ström, kap 23. Eleonora Lorek. Ström. Ström är flöde av laddade partiklar.

Think, pair, share. Vad är elektricitet och magnetism för dig? Vad vill du veta om elektricitet/magnetism?

facit och kommentarer

Lokal pedagogisk plan

rep NP genomgång.notebook March 31, 2014 Om du har samma volym av två olika ämnen så kan de väga helt olika. Det beror på ämnets densitet.

4. Om dioden inte lyser: Vänd den så att den första tråden rör zinkspiken och den andra tråden rör kopparspiken.

Till och från en inblick i ledande kretsar

En trädgårdsmästare har 10 plantor och han vill sätta ner dem i 5 rader med 4 plantor i varje rad hur ska han göra?

Magnetism och elektromagnetism

13 Elektriska maskiner

Ellära. Lars-Erik Cederlöf

ELLÄRA. Denna power point är gjord för att du ska få en inblick i elektricitet. Vad är spänning, ström? Var kommer det ifrån? Varför lyser lampan?

Elektriska kretsar - Likström och trefas växelström

PEDAGOGISK PLANERING för ELEKTRICITET och MAGNETISM

Koppla ihop åtminstone 6 potatisar så här: Potatisar, eller potatisbitar, kopparspikar, zinkspikar, lysdiod 1,5 V, ledningstråd.

Elektriska kretsar - Likström och trefas växelström

hur man beräknar längdutvidgningen på material hur man beräknar energiåtgången när man värmer, smälter eller förångar olika ämnen

Vad händer om du skruvar ur lampan i julgransbelysningen? Varför blir det så?

Elektricitet och magnetism

Resistansen i en tråd

4:2 Ellära: ström, spänning och energi. Inledning

En propp i proppskåpet har en ledande tråd inne i sladden som är gjord av koppar, men isoleringen utanför är plast. Porslin finner man i proppen.

Spänning, ström och energi!

PROV ELLÄRA 27 oktober 2011

Statisk elektricitet och elektrisk ström

Elektriska kretsar - Likström och trefas växelström

Grundläggande ellära. Materiellåda art nr. 1. I den första uppgiften skall du använda ett batteri, 2 sladdar med banankontakter och en lös glödlampa.

LABORATION SPÄNNING, STRÖM OCH RESISTANS

Införa begreppen ström, strömtäthet och resistans Ohms lag Tillämpningar på enkla kretsar Energi och effekt i kretsar

Fysik 1 kapitel 6 och framåt, olika begrepp.

EN ÖVERSIKT AV ELMOTORER

Extrauppgifter Elektricitet

ELSÄKERHET. Det händer många olyckor som har med el att göra. De vanligaste är: Brand i hus

Föreläsning 1. Vad är en elektrisk spänning? Ta en bit neutral materia

Kandidatprogrammet FK VT09 DEMONSTRATIONER INDUKTION I. Induktion med magnet Elektriska stolen Självinduktans Thomsons ring

2. Vad menas med begreppen? Vad är det för olikheter mellan spänning och potentialskillnad?

Instuderingsfrå gor el och energi å k5

KOMPENDIUM I RÖNTGENTEKNOLOGI

Om el och elsäkerhet Centralt innehåll Lgr 11, årskurs 1-6

Läsförståelse 27. Elektricitet. Jonas Storm, Kungsbroskolan, Tidaholm Bild från sv.wikipedia.org. Glödlampa.

Kunskaper i teknik för skolår 7. El i vardagen.

Strömförsörjning. Transformatorns arbetssätt

Blixtrarna hettar upp luften så att den exploderar, det är det som är åskknallen.

4. Elektromagnetisk svängningskrets

Innehåll Från då till nu Magneter och elektricitet Uppfinningar Elsäkerhet Några viktiga elektriska uppfinningar Statisk elektricitet Batteriet

Instuderingsfrågor för godkänt i fysik år 9

Demonstration: De magnetiska grundfenomenen. Utrustning: Tre stavmagneter, metallkulor, mynt, kompass.

2.7 Virvelströmmar. Om ledaren är i rörelse kommer den att bromsas in, eftersom det inducerade magnetfältet och det yttre fältet är motsatt riktade.

B) Du ska kunna förklara vad energiprincipen är. C) Du ska kunna vilka former av energi som elektricitet kan omvandlas till.

4:3 Passiva komponenter. Inledning

Lektion 1: Automation. 5MT001: Lektion 1 p. 1

Föreläsnng Sal alfa

Hållbar utveckling Vad betyder detta?

6. Likströmskretsar. 6.1 Elektrisk ström, I

Teori och övningsuppgifter Från vattenkokare till kraftverk

Tema Energi i Teknik och No hösten -14

Prov (b) Hur stor är kraften som verkar på en elektron mellan plattorna? [1/0/0]

Energi och elektricitet

Instuderingsfrågor Arbete och Energi

OraSoft HB, Armévägen 6, BODEN

Planering för Fysik Elektricitet och magnetism årskurs 7

ENKEL Fysik 22. Magnetism. Tengnäs Läromedel. Vad är magnetism? Magneter. EXPERIMENT - Magnetisk kraft

VATTNET ÅKER RUNT. Vattnet åker runt, runt, runt. Text och musik: Richard Kristiansson

5. Kretsmodell för likströmsmaskinen som även inkluderar lindningen resistans RA.

Nord och syd. Magiska magneter. Redan de gamla grekerna. Kinesisk kompass. Magnetfält. Magnetfältets riktning

Elektriska komponenter och kretsar. Emma Björk

9 Elektricitet LÖSNINGSFÖRSLAG. 9. Elektricitet. 4r 2, dvs. endast en fjärdedel av den tidigare kraften. 2, F k Q 1 Q 2 r 2

Kretsar kring el årskurs 4-6

KAPITEL 1 MTU AB 2007

Facit. Rätt och fel på kunskapstesterna.

Att gnida glas med kattskinn gör att glaset blir positivt laddat och att gnida plast med kattskinn ger negativ laddning på plasten.

Upp gifter. 2. Två elektroner befinner sig på ett avstånd av 0,42 nm från varandra. Beräkna den repellerande kraften på en av elektronerna.

Mät elektrisk ström med en multimeter

Elektriska symboler. Transformator. Tre stycken använda i en trefas växelströmkrets. Kondensator, kapacitans. Resistans, motstånd.

Transkript:

ELLÄRA OCH MAGNETISM

Atomen För att förstå elektriska fenomen behöver vi veta vad en atom består av. En atom består av en kärna och runt den rör sig elektroner. Kraften som håller kvar elektronerna kallas elektrisk laddning. Elektronerna är negativt laddade och kärnan är positivt laddad. Laddningar av olika slag dras till varandra och laddningar av lika slag stöter bort varandra.

Statisk elektricitet Elektroner kan sitta olika hårt i olika ämnen. Om man gnider två saker mot varandra kan elektroner hoppa över från den ena saken till den andra. Den som får för många elektroner blir negativt laddad och den med för få positivt laddad. Detta kallas statisk elektricitet. Det är samma sak när det sprakar när man tar av sig en tex tröja. Gnistorna beror på elektroner som hoppar över mellan de olika materialen.

Åska Åskblixtar beror på statisk elektricitet. Elektriska laddningar i ett åskmoln uppkommer när kraftiga vindar genom gnidning påverkar molnen. Det vi ser som åskblixtar är elektroner som går mellan molnen och marken för att jämna ut skillnaden i elektrisk laddning. Åskblixten tar alltid kortaste vägen. Du är oskyddad mitt på ett fält men skyddad i en bil. Ofta finns det åskledare på höga byggnader som kyrktorn.

Strömkälla En elektrisk ström är elektroner som vandrar för att utjämna en laddningsskillnad Vill man ha en långvarig ström behövs ett batteri I ett batteri är det kemiska reaktioner som skapar en laddningsskillnad. Kemisk energi blir elektrisk energi. Vid minuspolen är det överskott på elektroner och vid pluspolen är det ett underskott på elektroner När man kopplar en ledning mellan de båda polerna rör sig elektronerna från minus till plus Det måste vara en sluten krets för att tex få en lampa att lysa med hjälp av ett batteri

Ström Det finns två vanliga mått för elektricitet och det är ström och spänning Strömmen = hur många elektroner som passerar per sekund Enhet för ström är ampere, A Enheten för ström är uppkallad efter Andre Marie Ampère (1775 1836) som var forskare och lärare

Spänning Spänning är det som driver elektronerna i ledningen Enheten för spänning är volt, V Spänningen bestämmer hur stor strömmen kan bli Materialet har också en viktig betydelse Alessandro Volta (1745 1827) uppfann det första elektriska batteriet och därför är enheten för spänning volt

Elektriska ledare Elektrisk ledare är material som leder elektrisk ström, t.ex. metaller är bra ledare Isolator är ett ämne som inte leder elektrisk ström, t.ex. plast, gummi och porslin Halvledare är material som leder ström lite grann. Dessa material är mycket viktiga i tillverkningen av elektriska komponenter som finns i t.ex. datorer, miniräknare och mobiltelefoner

Resistans - Motstånd Resistans är ett mått på hur mycket strömmen i en ledare bromsas Resistans mäts i enheten Ohm Ω Resistansens storlek beror på vad ledaren är gjord av och hur den ser ut (tjocklek och längd) Olika metaller är olika bra på att leda strömmen, koppar och silver är bra ledare = har låg resistans Hög resistans utnyttjas i en glödlampa, tunn glödtråd som blir varm och börjar glöda då det går ström igenom

Räkna med resistans Ohms lag Tyske fysikern Georg Ohm (1798-1854) upptäckte att det finns ett samband mellan spänning (U), resistans (R) och ström (I) Enhet för resistans är Ohm Ω Ohms lag U R I U R R I U I I U R

Ex. 1 med Ohms lag Hur stor spänning behövs för att ge en ström på 0,25 A genom en lampa med resistansen 960 Ω? R= 960 Ω I= 0,25 A U R I 960 0,25 U=? Svar: spänningen genom lampan måste vara 240 V. 240 V

Ex. 2 med Ohms lag Hur stor blir strömmen genom ett motstånd på 100 Ω som kopplas till ett 1,5 V-batteri? R= 100 Ω U= 1,5 V I=? I U R 1,5 100 Svar: Strömmen genom motståndet blir 15 ma. 0,015A 15 ma

Ex. 3 med Ohms lag Hur stor är resistansen i en krets där strömmen är 1,2 A och spänningen 24 V? I= 1,2 A U= 24 V R U I 24 1,2 R=? Svar: Resistansen i kretsen är 20 Ω. 20

Kopplingsscheman - Symboler Strömkälla (batteri) Växelström Glödlampa Resistor Amperemeter Strömbrytare Voltmeter Ledare Högtalare

Seriekoppling Lamporna sitter på rad, samma ström går genom alla lamporna Går en lampa sönder bryts kretsen och båda lamporna slocknar Lamporna delar på spänningen så de kommer att lysa svagare än om bara en av lamporna var kopplad till samma batteri Lamporna i en julgransbelysning är oftast seriekopplade

Parallellkoppling Lamporna är parallellkopplade så att strömmen kan ta olika vägar Går en lampa sönder kommer den andra fortsätta lysa med samma styrka Lamporna delar på strömmen men spänningen genom vardera lampa kommer att vara lika stor som om bara en lampa var koppla till samma batteri Lamporna och vägguttagen i ett hem är parallellkopplade

Kortslutning I en elektrisk krets där det inte finns någon resistans säger man att det är kortslutning Bild 1: Sluten krets, lampan lyser eftersom strömmen går genom lampan Bild 2: Kretsen är kortsluten, strömmen tar enklaste vägen förbi lampan. Lampan lyser inte och batteriet tar snabbt slut Kortslutning kan orsaka brandfara då ledningarna kan bli mycket varma 1 2

Magnetism lite historia Redan de gamla grekerna kände till magneter. Ordet magnetism kommer från den gamla grekiska staden Magnesia där man hittade en järnmalm som var magnetisk, magnetit År 1200 e.kr började man använda magnetit som kompassnålar för att hitta rätt ute på havet År 1820 upptäcker Dansken Hans Christian Ørsted (1777-1851) att elektrisk ström ger upphov till magnetism

Magnetism Magnetism skapas av elektroner i rörelse I de flesta ämnen tar magnetfälten ut varandra och ämnet blir omagnetiskt I några ämnen kan (järn, kobolt och nickel) magnetfälten samverka och ämnet blir då magnetiskt

Magneter har två poler Magneter har två poler, nordpol (röd) och sydpol (vit) Två likadana poler stöter bort varandra (repellerar) Två olika poler dras mot varandra (attraherar) Om man delar en magnet mitt itu får man två nya magneter med varsin nord- och sydpol

Tillfälliga magneter En vanlig järnbit är inte magnetisk, det beror på att magnetfälten ligger huller om buller När järnbiten kommer i närheten av en magnet vänder sig magnetfälten åt samma håll och blir då en tillfällig magnet Om sedan magneten tas från järnbiten upphör järnbiten att vara magnetisk

Permanenta magneter I en permanent magnet blandar man kol med järn för att få järnatomerna att ligga kvar med polerna åt samma håll. Drar man en magnet över en stålbit lägger sig järnatomerna med polerna åt samma håll, då har man skapat en permanent magnet

Magnetfält Runt en magnet finns ett magnetfält Ju tätare fältlinjerna ligger desto starkare är magnetfältet Magnetfält är riktade från nordpol till sydpol

Jordens magnetfält Hela jorden är som en stor magnet, det är därför vi kan använda kompasser för att orientera oss Jordens magnetfält skapas av elektriska strömmar i jordens kärna Riktningen på jordens magnetfält sammanfaller inte helt med jordaxeln, därför visar kompassen lite fel (missvisning)

Elektromagnetism En elektromagnet består av en spole, järnkärna och ström. Den fungerar bara så länge man har strömmen påslagen. Spolen är ofta koppartråd som är lindat flera varv. Järnkärnan kan vara en järnstav, spik osv. Fler varv på spolen eller starkare ström gör elektromagneten starkare.

Exempel på elektromagneter Lyftar på skroten Inbromsningen på fritt fall Ringklockor Relä Svävande tåg Högtalare

Elmotorn I en elmotor omvandlas elektrisk energi till rörelseenergi genom att utnyttja magnetismen. I en elmotor finns det en elektromagnet samt permanenta magneter. När elektromagneten roterar gör den det pga. syd mot syd stöts ifrån och då roterar den ett halvt varv men då byter strömmen riktning och den vill rotera ett halvt varv till. Exempel på apparater som har elmotorer är hårtorkar, borrmaskiner, fläkten i datorn dvs. allt som rör sig med elektricitet.

Induktion Induktionsspänning uppkommer när magnetfältet i en spole ändras eller när en ledare förflyttas så att den skär fältlinjerna i ett magnetfält. Ju snabbare det sker, desto större blir den inducerade spänningen.

Generatorn En generator är en maskin som omvandlar rörelseenergi till elektrisk energi. Den bygger på induktion och ger därför växelström. Alla elkraftverk producerar elektricitet med hjälp av generatorer, t.ex. vattenkraftverk, kärnkraftverk, vindkraftverk och koleldade kraftverk.

Likström och växelström Likström Strömmen går hela tiden i samma riktning. Man säger att strömmen går från pluspol till minuspol på ett batteri. Om man kopplar upp en strömkrets med ett batteri och sedan vänder batteriet kommer strömmen att ändra riktning. Symbol för likström Växelström Strömmen ändrar riktning hela tiden. Strömmen vi får från vägguttagen i våra hem är växelström. En vanlig generator ger växelström. Symbol för växelström

Elektrisk effekt För att få veta hur mycket energi en elektrisk apparat förbrukar måste man veta vilken effekt den har samt hur lång tid den använts. Effekt är hur mycket energi som omvandlas under 1 sek och enheten är watt (W). Ofta används kilowatt (kw) 1000 W = 1 kw Effekt = spänning x ström Förkortningar Effekt (P) Spänning (U) Ström (I) P = U x I P U I

Elektrisk energi Vi får elektricitet genom att omvandla energi från solen, vattenkraft, vindkraft, kärnkraft, m.m. För att kunna ta reda på hur mycket elektrisk energi en apparat förbrukar måste man veta apparatens elektriska effekt och hur länge den är igång. Elektrisk energi = effekt tid W = P t Enheter för elektrisk energi: W = Energi Wattsekund (Ws) P = effekt Joule (J) 1 J = 1 Ws t = tid Wattimme (Wh) eller Kilowattimme (kwh) 1 kwh = 1000 Wh W P t

Transformatorn En transformator består av två spolar och en järnkärna. Den har till uppgift att sänka eller höja spänningen. En transformator fungerar bara med växelström! Transformator kallas ibland för nätadapter eller AC-adapter. Antal varv på spolarna bestämmer hur spänningen ändras. Om sekundärspolen har fler varv än primärspolen transformerar man upp spänningen. Om sekundärspolen har färre varv än primärspolen transformerar man ner spänningen. Primärspole Ström in Sekundärspole Ström ut Järnkärna

Räkneex. transformatorn Ex 1. Primärspole: 600 varv Sekundärspole: 1200 varv Spänning in: 12 V Spänning ut:? Antal varv på sekundärspolen Antal varv primärspolen 1200 600 2 Spänningen transformeras till 12 2 = 24V

Exempel transformatorn Ex 2. Primärspole: 1000 varv Sekundärspole: 250 varv Spänning in: 220 V Spänning ut:? Antal varv på sekundärspolen Antal varv primärspolen 250 1000 1 4 Spänningen transformeras till 1 220 4 55 V

El kan vara farligt Får man ström genom kroppen omvandlas den till värme och man kan få brännskador. Hjärtat styrs av elektriska signaler och kan stanna av strömmen. Om man kopplar för många apparater till ett eluttag kan strömmen bli för stor och ledningar riskerar att börja brinna. Det förhindras med säkringar. De löses ut när strömmen blir för stark. Då bryts strömmen.

Jordade uttag En krets kan bli sluten genom att strömmen går genom jord. Därför är det extra farligt med elektriska apparater utomhus eller i rum där det finns vatten. Apparater som används på sådana ställen måste ha skyddsjordning. En vanlig orsak till olyckor är att metalldelar på elektriska apparater har kommit i kontakt med elledningen och därmed blivit farliga. Skyddsjordade apparater har en extra ledning från apparatens hölje till jord och uppstår fel utlöser säkringen. Strömmen bryts. Symbol för skyddsjordning

Jordfelsbrytare Skyddsjordning hjälper inte om man får ström direkt från någonting inuti en apparat. I vanliga fall är strömmen från en apparat lika stor som strömmen från apparaten. En jordfelsbrytare kontrollerar att det stämmer och bryter strömmen om någon ström saknas. Jordfelbrytare skyddar i de flesta situationer där människor skulle kunna ha skadats av el i hemmet.

Elmärkning 220-240 V ~ 12 V = CE gemensam för alla EU-länder, betyder att tillverkaren intygar att produkten uppfyller vissa säkerhetskrav. S SEMKO har kontrollerat säkerheten hos produkten så att den uppfyller alla säkerhetskrav. Apparaten har extra isolering, så att den får användas både i jordade och ojordade kontakter. Växelström 220-240 V Likström 12 V

Sveriges elproduktion 2010

Eldistribution Eldistribution är överföring av el till hushåll. Högspänningsledningar används för att transportera el över långa sträckor. Spänningen i elnätet varierar mellan 400 V- 400 000 V. I vanliga vägguttag är spänningen är 230 V.

Elanvändning Elektricitet är en färskvara som inte kan lagras. I samma stund som el används måste samma mängd el produceras i t.ex. ett kraftverk. Man brukar säga att elektrisk och mekanisk energi är energi av hög kvalité, dvs. kan omvandlas till andra energislag med små förluster. Elektricitet används bland annat för uppvärmning, kylning, belysning och motorer.

Elanvändningen i samhället 2010

Energianvändning hushållsel Källa: energimyndigheten