Elektricitet: Skillnad mellan sidversioner

Från Wikiskola
Hoppa till navigering Hoppa till sök
VisuellWikitext
Rad 187: Rad 187:


=== Kirchhoff ===
=== Kirchhoff ===
[[File:KCL - Kirchhoff's circuit laws.svg|thumb|Left|The current entering any junction is equal to the current leaving that junction. ''i''<sub>1</sub> + ''i''<sub>4</sub> = ''i''<sub>2</sub> + ''i''<sub>3</sub>]]
[[File:KCL - Kirchhoff's circuit laws.svg|thumb|left|The current entering any junction is equal to the current leaving that junction. ''i''<sub>1</sub> + ''i''<sub>4</sub> = ''i''<sub>2</sub> + ''i''<sub>3</sub>]]
[[Fil:Kirshhoff-example.svg|right|260px]]
[[Fil:Kirshhoff-example.svg|right|260px]]


Versionen från 20 februari 2012 kl. 19.48

Intro

Brunkebergsverket 5. Vilken koppling har lamporna?

Läxa: Elens historia i Sv till tisdag.

Titta på:

  • historik
  • källör
  • Diskussion
  • Författare
  • Länkar till och från
  • Visningar

Frågor

Svara skriftligt per mejl.

  1. Det finns två hack i kärnkraftselens kurvor,,
  2. Ett stort svenskt bolag bildas på uppfinningar inom elen. Vad heter boloaget idag?
  3. Är artikeln trovärdig och tillförlitlig? Hur vet vi det?

Förslag på svar på frågorna om elektricitetens utveckling i Sverige.

Inlämningsuppgift på Wikiskola

Eftersom ellära är ett välkänt område där det finns mycket info på nätet kan vi våga oss på en annorlunda övning.

Alla får en inloggning på wikin. Sedean ska vi bygga en gemensam lärobok. Den ska innehålla:

  • text som förklarar
  • fria bilder från commons
  • animeringar
  • länkar
  • exempel
  • övningsuppgifter med facit

Ni kommer att få ett avsnitt var att arbeta med. Kanske flera personer per avsnitt.

Repetition av grundskolans ellära

Repetera grunderna inom Ellära

Laddning, s155-160

Kraften mellan två laddningar 

F = k * q1q2/r2

där F är kraften i Newton
k är en konstant = 8.99 109
q är laddningarna som har enheten C
r är avståndet mellan laddningarna

Exempel: Räkna ut kraften mellan laddningar om man har en proton och en elektron i en atomkärna. Svar: 8.5 10-8

Jämför gärna med gravitationsformeln: 

F = G * m1*m2/r2
där G är en konstant, m är de två massorna 
och r är avståndet mellan massorna.

Exempel: Räkna ut kraften mellan massorna om man har en proton och en elektron i en atomkärna. Svar: 3.5 10-47

Ballongen och håret

Om man gnider en ballong mot håret så blir den elektriskt laddad eftersom man gnider loss elektroner från håret och dessa tas up av ballongen. Men hur vet man att det är ballongen som får elektronerna och inte tvärt om?

Som tu är finns det en tabell på sid 157 i boken där någraa vanliga ämnen kommer i fallande ordning efter hur benägna de är att ta upp elektroner om de gnids mot varandra. Gummi är mest benäget och sen kommer koppar, bärnsten, trä, bomull, vår hud, bly, kattpäls, ull, glas och kaninpäls.

Kaninpäls lämna alltså ifrån sig elektroner om det gnids mot något av de andra materialen på listan.

Men frågan om varför skalan ser ut som den gör lämnar vi därhän.

Laddningens storlek

Protonen och elektronen har samma laddning fast med olika tecken. Elektronen är negativ och protonen positiv. Storleken på en sådan laddning kallas en elementarladdning. Elementarladdningen är 1.6 10-19 C.

Laddningar och fält

Länkar:

Det finns massor på PhET: http://phet.colorado.edu/en/simulations/category/physics

Balloons and Static Electricity
Click to Run

Här kommer en om laddning:



Här kommer ne film från Khan Academy. Det finn många fler i serien. Det fina med filmerna är at tde har undertexter (subtitles). Det finns redan textat på flera språk men vi ska bidra med översättningar till svenska. Det är lätt. Man ska ffar en inloggning på Universal subtitles och sätter igång.

Ledare, halvledare och isolatorer, s 161-167

Elektrisk ström

Vi har tidigare lärt om laddningar. Laddningar kan ju samlas i en isolator som exempelvis en ballong som gnids mot håret. Detta gäller för isolatorer. Många material är elektriska ledare och då kan man inte skapa ansammingar av laddningar för där leds laddningarna bort och fördelar sig jämnt i ledare. Om man fyller på ladningar och dessa flyter iväg genom ledare har man en ström av laddningar vilket kallas elektrisk ström.

Formlerna nedan finner du i formelsamlingen s 46-48. Elektriska data finner du på sidan 70, exempelvis resistiviteter.

Elektrisk ström, I 

I = q/t
där q är laddningen, t är tiden

Spänningen

Spänning, U 

U = W/q
där W är laddningens elektriska energi

Resistans

Resistansen talar om hur bra en ledare är. Bra ledare har låg resistans.

Resistansen i en ledare beror på materialet. Här finns en bra tabell över någtra ledares resistans.

En lång ledare är sämre än en kort.

En tjock ledare är bättre än en tunn.

Resistans, R 

R = ρ  l/A
där ρ är en materialkonstant, resistiviteten
där l är ledarens längd och A dess tvärsnittsarea

Ohms lag

Efter att vi nu har definierat storheterna ström, spänning och resistans kan vi ställa upp en ekvation för relationen mellan de tre storheterna. Detta förhållande kallas för Ohms lag.

Spänningen är lika med strömmen multiplicerat med resistansen. Resistans gånger ström lika med spänning.

Då gäller även att spänning delat med ström är lika med resistans.

Och att spänning delat med resistans är lika med ström.

Man kan skriva Ohms lag som i figuren till vänster. U=R*I. U står för spänningen. R är resistansen och I är strömmen.

Ohms lag 

U = R I

Räkna

Grundläggande kopplingar, s 167-173

Förhör

Vi börjar med ett kort förhör på formlerna från förra lektionen, ström, spänning, resistwans och Ohms lag.

Det är samma frågor som vi övade på förra lektionen.

Att rita kopplingsscheman

Electrical symbols library

Vilka symboler kan du? Känner du igen:

  • batteriet
  • strömbrytaren
  • lampan
  • resistansen
  • spolen

Kirchhoff

The current entering any junction is equal to the current leaving that junction. i1 + i4 = i2 + i3

Läs sidan omKirchhoffs lag och titta gärna på exemplet.

Kirchhoffs lag säger att ströömmarna som går in i en förgrening är lika stora som strömmarna som går ut ur förgreningen.

Man kan analysera en krets genom att rita ut en strömslinga i varje del av kretsen.

Sedan räknar man med hjälp av Ohms lag ut spänningen över de olika resistanserna. Det gäller då att räkna med alla strömmar som går genom en resistans.

Seriekopplade resistanser

A series circuit with a voltage source (such as a battery) and 3 resistors

Länkar:

Seriekoppling

This is a diagram of several resistors, connected end to end, with the same amount of current through each. 

R = R1 + R2 + R3 + ... + Rn

Parallellkopplade resistanser

A diagram of several resistors, side by side, both leads of each connected to the same wires.

Vid härledningen använder man Kirchhoffs lag. 

1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ... + 1/Rn

Räkna

Serieresistans

  • Exempel 8.8:
    • a) Beräkna strömmen.
    • b) Beräkna spänningen över var och en av resistorerna
  • 817-823

Elektromotorisk spänning och polspänning, s 174-176

EMK och polspänning

Effekt

  1. Tag reda på vad enheten Amperetimmar innebär.
  2. vad är en kilowattimme.
  3. Gå in på den här sidan, http://sv.wikipedia.org/wiki/Wattimme, och lägg till information som förbättrar sidan.

Elektriska fält, s177-180

Simplified scheme of Millikan’s oil-drop experiment

Milikans experiment

Robert Milikan fick Nobelpriset för sitt oljedroppsexperiment där han bestämde elementarladdningen. Det är verkligen värt att läsa om.

Demo

van Der Graafgenerator

Elmotorer


Load video
YouTube

Elektrisk mätteknik

Elektrisk mätteknik ingår inte i boken men skulle kunna utgöra ett komplement. Jag skulle vilja hitta hård- och mjukvara till biolligt pris för att ta in signaler i datorn.

Scilab är ett open source-alternativ till LabView. Dessutom med beräknigs och visualiseringsfunktioner påminnande om Matematica.

Repetition

Hämtad från ”https://wikiskola.se/index.php?title=Elektricitet&oldid=12027”