Sähkömagnetismi

Kuinka sähkövirta voi aiheuttaa johtimen ympärille magneettikentän?
Mihin sähköistä magnetointia voidaan käyttää?
Voidaanko sähkömagneettia voimistaa? 

Mitkä tekijät vaikuttavat sähkömagneetin voimakkuuteen?

Magnetismi

Sähköenergian yksikkö ja sähköenergian hinta

• Sähköenergian yksikkö on kilowattitunti. Se lasketaan kertomalla teho ajalla. 
• Muuta teho kilowateiksi.
• Muuta aika tunneiksi.
• Kerro keskenään.
• Kerro kilowattituntihinnalla. 
• Ota huomioon, että myös sähkön siirtäminen maksaa.

Läksy: 

• Kpl 4 s.243 -> Lue ja opettele
• Teht. s. 250 : 6,8
• Monisteen tehtävät 9 ja 10 

Sähköteho Osa I

Kotitehtävät: 

• Lue ja opettele vihko/blogi.
• Teht: s.250: 1,2,6a), 7* (230V)

Kertaus

Vastukset sarjaan ja rinnakkain, Resistanssin laskeminen

Ensin tarkastelimme mittayksikkömuunnoksia: 

Resistanssimittausten käsittely, Ohmin laki

Loman jälkeen muistelimme, mitkä tekijät vaikuttavat resistanssin, eli virran kulkua vastustavan ominaisuuden suuruuteen: 

Palasimme myös resistanssimittausten käsittelyyn. Mittauspistepareista piirrettiin millimetripaperille rastit. Rastien väli tasoitettiin suoralla (lievennetään lämpötilan resistanssia kasvattavaa vaikutusta) ja sen jälkeen laskettiin suoralle kulmakerroin. Jännitteen muutos jaettuna virran muutoksella on resistanssi, eli suoran kulmakerroin tässä tapauksessa. 

Resistanssi voidaan siis laskea, jos tiedetään jännitehäviö laitteen yli ja virran suuruus laitteen lävitse. Laskuissa puhutaan usein pelkästään jännitteestä U ja virrasta I. Muisteltiin vielä, miten virta ja jännite jakautuvat sähköpiireissä. Kirjan sivulla 237 on kuva, jota käytettiin apuna: 

Sanallisesti: 

• SARJAKYTKENNÄSSÄ: jännite jakautuu laitteille ja koko virtapiirissä kulkee sama virta.
• RINNANKYTKENNÄSSÄ: virta jakautuu eri virtasilmukoihin ja rinnakkain kytketyt laitteet ovat samassa jännitteessä.

Käytimme Ohmin lain laskuissa apuna helppoja lukuja 6, 3 ja 2 sekä tutkimme laskuesimerkkejä s. 238-240.

Aloitimme tunnilla tehtäviä 1-4 kirjan sivulta 241.

KOTONA: 

• Blogi
• KPL 3. s.234-240 esim. 3 asti. 
• Teht. s. 241: 1-4,5*, 8, 9* ( kaksi tähtitehtävää)

Resistanssi, R (virran kulkua vastustava ominaisuus)

Tähtitehtävän virran jakautumisesta oli tehnyt ryhmäläisistä 4 oppilasta. Tarkistimme muut jännitteen mittaamiseen liittyvät kotitehtävät ja sen jälkeen aloitimme pohtimaan resistanssia.

• Resistanssin tunnus: R
• Resistanssin yksikkö: ohmi
• Yksikön lyhenne (omega-kirjain)

Jännite, jännitteen mittaaminen, kytkennät

Kytkimme paristoja sarjaan noudattaen alla olevaa kytkentäkaaviota: 

Oikeassa elämässä tilanne näytti tältä: 

Rinnakais- eli rinnankytkennässä käytimme apuna kytkentäkaaviota alla: 

Ja elävässä elämässä kytkentä näytti tältä: 

Teimme vielä lopuksi tauluharjoituksia aiheesta.

• Kotiläksy: KPL 2 s. 225-231
• Blogi
• Teht: s.230: 1,2,6,7,8, 10 + s.231 kertaustehtävät
• Tähtitehtävä blogin edellisessä julkaisussa

Virran jakautuminen piirissä

Tämä kerta oli haasteellinen siksi, että kytkennät olivat haastavampia kuin edellisellä kerralla ja laitteistot antoivat epäloogisia vastauksia virran arvoiksi.

Alla on tuntimuistiinpanot tältä kertaa:

Todettiin yksinkertaisesti, että virtalähteestä lähtenyt kokonaisvirta jakautuu virtapiirissä haaroihin ja palaa jälleen yhteen ennen  negatiivista kohtiota. Jos ylläolevassa kahden silmukan piirissä on samanlaiset lamput, molempiin silmukoihin ykköseen ja kakkoseen menee yhtä suuri virta. 

Kotitehtävät: 

• Opettele, miten kytketään sarjaan ja rinnakkain, kytkentäkaaviotkin
• Opettele, miten kytketään virtamittari piiriin.
• Blogikysymys on samalla tähtitehtävä, ja siihen vastataan vihkoon.* Jos virtalähteestä lähtee kokonaisvirta 2 A yllä olevassa kuvassa. Kuinka suuri virta kulkee 1. silmukassa, entä toisessa silmukassa?

Sähkövirta, kytkentäkaavio ja virtapiirimerkinnät osa 2

Tehtiin tuntikuulustelu Socrative-sivustolla kappaleesta 1. Lisäksi paperilla kyseltiin kytkentäkaaviossa esiintyviä merkkejä. Ne osattiin yhdistämistehtävällä hyvin. 

Tällä kerralla tukimme virtapiirin rakentamista. Tunnin alkupuolella oppilaat luettelivat ERISTEITÄ (materiaaleja, jotka eivät johda sähköä):

• Muovi, 
• kuiva puu, 
• lasi, 
• kumi, 
• kuiva paperi, 
• kuiva ilma (pakkasella kuiva ilma)

Virtarpiirissä kulkee sähkövirta, kun siinä on jännitelähde (esim. paristo). Silloin virtapiiriin saadaan varausero (potentiaaliero), joka vastaa arkielämässä esimerkiksi korkeuseroa, joka saa virran kulkemaan.

Tutkittiin virtapiirissä kulkevan virran avulla virran vaikutuksia (4kpl) havainnoimalla. Oppilaat keräsivät havaintonsa taululle: 

Selitettiin vielä kemiallista vaikutusta kokeessa, jossa kuparisulfaattiliuokseen laitettiin rauta- ja kuparielektrodit. Kupari 2+ -ionit liuoksessa hakeutuvat negatiiviselle rautaelektrodille ja vastaanottavat siellä 2 puuttuvaa elektrodia eli pelkistyvät kupariatomeiksi pinnalle. Rauta päällystyy punaisella kuparilla. 

KYTKENTÄKAAVIO: 

Kytkentäkaaviossa johdin piirretään viivalla. Suora kulma tarkoittaa vain käännöstä johtimessa. Muille laitteille on omat merkkinsä, jotka piti opetella täksi kerraksi. 

Piirsimme yksinkertaisen kytkentäkaavion suljetusta virtapiiristä, jossa on lamppu ja jännitelähde. Huomaa virran suunta ja lampun napojen merkitsemistapa:

LÄKSY: 

• Blogi. 
• Kytkentäkaavion piirtäminen, sähkön vaikutukset, KPL 1 
• s.223: teht. 1,3,4,5,7,2b*
• BLOGIKYSYMYS: Minkä väristä sähkö mielestäsi on?

Sähkövirta, kytkentäkaavio ja virtapiirimerkinnät

Sähkövirta on varausten liikettä. Elektronit liikkuvat virtapiirissä negatiiviselta navalta positiiviselle, MUTTA on sovittu, että sähkövirta kulkee positiviiselta navalta negatiiviselle (vrt. vesiputous).

Sähkövirran tunnus on I
Sähkövirran yksikkö on ampeeri, A

Tasavirran merkintä on DC
Vaihtovirran merkintä on AC

Läksy: Virtapiiri: 

• KPL 1 s. 220>. Lue kappale, ¨
• opettele virtapiirimerkinnät blogista eli vihkostasi. 
• Vastaa blogikysymykseen.

BLOGIKYSYMYS: Minkälainen on puolijohde? (s. 222)

Polarisoituminen ja sähköinen influenssi

Kävimme oppimiskeskustelua siitä, mitä tarkoittaa POLARISAATIO ja INFLUENSSI sähköopissa. Oppimiskeskustelussa tietoa etsitään esim. kirjasta tai internetistä ja pareittain päätetään, kuinka asia ymmärretään ja kuinka se esitetään muille. Keskustelu oli ensin kovin lennokasta:  >> Lennokasta  , mutta sitten saimme koneen käyntiin vähän paremmin: >>paremmin. (Äänitiedostot on tallennettu drop box:n ja ne aukenevat, kun lataat ne laitteellesi kirjautumatta.)

Sähkövaraus, varausero, sähkökenttä

Sähkövarauksia syntyy kappaleisiin, kun toisen kappaleen atomit luovuttavat elektroneja toisen kappaleen pintaan. Elektronit saadaan siirtymään eri materiaalien välillä esimerkiksi hankaamalla. Tunnilla hankasimme kissankarvoilla, luonnonmateriaalikankaalla ja tekokuitukankaalla eboniitti ja lasisauvoja, jolloin sauvat varautuivat eri merkkisesti riippuen siitä, millä materiaalilla niitä hangattiin.

Elektroskoopilla voi tutkia varatun kappaleen varauksen suuruutta.

Välähdyslamppu toimii niin, että jos kappale on negatiivisesti varattu (ylimäärin elektroneja) välähdyslampun kappaleen puoleinen pää välähtää. Videossa näkyy tunnillakin kokeillun välähdyslampun toiminta. Tässä sauva on varattu kissankarvalla negatiivisesti.  Kissankarvasta on siis siirtynyt elektroneja sauvaan. Kissankarvan sähkövaraus oli tällöin positiivinen.

Vain eristemateriaaleja voi varata sähköisesti!

VARAUSERO ja sen purkautuminen. Jos kappaleiden välillä on VARAUSERO eli JÄNNITE. Se pyrkii tasoittumaan joko

• hallitusti johdinta pitkin (sähkövirta)
• tai hallitsemattomasti (esim. salamanisku)

Pikkusalamia tehtiin tunnilla varausgeneraattorilla. Niitä voi pakkasilmalla tehdä helposti kotonakin ja nähdä vaikka pimeässä huoneessa kahden toisiaan hankaavan tekokuituisen kankaan välillä.

SÄHKÖKENTTÄ välittää sähköisen voiman. Sähkökentällä on suunta ja suuruus. Sitä voidaan kuvata voimaviivoilla.  Alla tuntimuistiinpano sähkökentän voimaviivoista pistemäiselle varaukselle tai varausparille. Samanmerkkiset varausket hylkivät toisiaan ja erimerkkiset varaukset vetävät toisiaan puoleensa. 

Kotitehtävät: s.251-255 Lue ja opettele. s. 255 teht: 1-6,11*

Tervetuloa 9D/G:n fysiikkapajaan!

Oletko koskaan miettinyt, mitä yläkoulun fysiikan tunneilla tapahtuu. Tässä blogissa pääset tirkistelemään 9. luokan fysiikan tunteja. Blogissa materiaalia tuottavat oppilaat itse, opettaja toimii kirjurina.