Elektrisitet Elektrisiteten finnes i naturen Ingen form eller farge Moderne oppfinnelser er avhengige av elektrisk strøm Det er hundre år siden vi tok i bruk elektrisiteten til praktiske ting. Fikk den til å bevege seg gjennom ledninger Den nyttige elektrisiteten: elektrisitet i bevegelse! Bevegelses energi til elektrisk energi

Elektrisistet 99 % av all elektrisitet i Norge kommer fra vannkraftverk. Vannkraftverk (vannet har kraft i seg). I dag mer vanlig å kalle det energiverk siden det er energi som produseres Vannkraft er egentlig solenergi siden sola kontrollerer vannets kretsløp Vemork kraftverk i Rjukan

Batterier -energiverk i miniatyr Strømmen overfører energi fra batteriene til lyspæra Den elektriske strømmen = energibærer Batterier og lyspærer har to tilkoblingspunkter For at pæra skal lyse, må strømkretsen være sammenhengende og gå i ring. Vi har en sluttet strømkrets

Seriekobling/parallellkobling Seriekobling av batterier: Plusspolen på et batteri er koblet sammen med minuspolen på det neste. Lyspæra lyser sterkt. (Lommelykter, radioer, cd-spillere) Parallellkobling av batterier: Like poler er koblet sammen. Lyspæra lyser lenge. Batterier i serie

Kobling av lyspærer Juletrelys - skrus en pære ut, slutter alle å lyse. Strømmen blir brutt i kretsen Elektrisk anlegg i hus -lyspærene lyser like sterkt - hvis én slutter å virke, lyser likevel de andre Link

Parallellkobling forts. Summen av strømmen i hver av greinene i parallellkoblingen er lik strømmen der det bare er én ledning. Tenk: Vann i ett stort rør, røret deler seg i to mindre rør, vannet blir fordelt, men vannmengden er hele tiden like stor.

Thomas Alva Edison (1847-1931) Glødelampa! Elektrisk energi til lys. 1879 bomullstråd-40 t, senere et stoff-600 t, i dag wolframtråd-2500 t. En fonograf er en maskin for opptak og avspilling av lyd. Lyden lagres på en roterende voksrull. Fonografen ble oppfunnet av Thomas Edison i 1877 og solgt kommersielt fra 1890 til 1925. Fonografen ble etterfulgt av grammofonen, oppfunnet i 1888 av Emile Berliner. http://no.wikipedia.org/wiki/Fonograf

Elektrisk strøm (A) Et atom: Like mange elektroner som protoner I enkelte metall beveger elektronene seg ganske fritt mellom atomene, vanligvis i alle mulige retninger. Hvis ledninger av metall kobles til et batteri slik at vi får en sluttet krets, starter elektronene å bevege seg i en bestemt retning i ledningen. Elektrisk strøm er elektrisk ladde partikler som strømmer i en bestemt retning.

Elektrisk strøm De negativt ladde partiklene er elektroner som beveger seg fra minuspolen til plusspolen. NB! Strømretningen i kretsen regnes å gå fra pluss til minus! Vi slår på en bryter: Lyset kommer på med en gang! Elektroner som ”klinkekuler”

Ledere Mange metaller leder strøm godt: f.eks kobber, aluminium, sølv og gull. I noen stoffer - i metallene - kan elektronene bevege seg mellom atomene. Slike stoffer kalles elektriske ledere. I metallet kobber kan elektronene lett bevege seg fritt mellom atomene, vi sier at kobber har frie elektroner. http://www.webelements.com

Isolatorer Plast, gummi, porselen og glass er isolatorer (leder ikke strøm). De brukes for å isolere ledninger som leder elektrisk strøm - strømmen holdes ”på plass” i ledningen - beskytter oss mot strøm

Målenheten for strøm er ampere (A) Amperemeteret skal måle hvor mange elektroner som passerer i ledningen hvert sekund og kobles inn i serie i kretsen

Strømkrets Strømmen er den samme overalt i en sammenhengende krets Når strømmen brytes, blir strømmen borte i hele kretsen

Elektrisk spenning (V) I en skiheis er det heismotoren som trekker kabelen slik at den beveger seg. Dersom det skal gå elektrisk strøm i en strømkrets, må noe til som kan ”trekke” strømmen gjennom kretsen: elektrisk spenning! Det er spenningen som driver strømmen gjennom kretsen. Hvis spenningen blir borte, blir strømmen borte.

Overskudd av elektroner Underskudd av elektroner Et sted som har overskudd av elektroner sier vi er negativt ladd, mens et sted som har underskudd av elektroner sier vi er positivt ladd. Elektronene der det er et overskudd prøver å komme over til der det er et underskudd, slik at det blir like mange elektroner på hvert sted. Hvis det er veldig stor forskjell, sier vi at spenningen er høy. Da har elektronene veldig lyst til å komme over på den andre kula. Hvis det er liten forskjell, sier vi at spenningen er lav. Da synes ikke elektronene at det er så veldig nøye å komme seg over. Hvis det er like mange elektroner i hver kule, vil ikke elektronene flytte seg i det hele tatt og spenningen er null.

Batteriet er en spenningskilde Dersom et batteri kobles inn i en krets, blir strømmen ”skrudd på ” og de negativt ladde elektronene beveger seg fra minuspolen til plusspolen. Batteriet er en slags kjemisk ”pumpe” som sørger for at det er overskudd av elektroner ved minuspolen. Se side 75 i Tellus 9. Batteriet er utladet når det ikke klarer å drive flere elektroner gjennom kretsen.

Likestrøm og vekselstrøm Likestrøm: strøm fra et batteri. Går bare i en retning. Vekselstrøm: strøm fra en stikkontakt. Skifter retning 100 ganger hvert sekund.

Måling av elektrisk spenning Målenheten for spenning er volt (V) etter Aleksander Volta. Voltmeteret kobles til minuspolen og til plusspolen for å sammenlikne ladningene. Voltmeteret må kobles inn parallelt med batteriet. Flate lommelyktbatteri 4,5 V Seriekobling av seks 1,5 V batterier = Spenning 9 V Stikkontakten 230 V, høyspentledninger 400 000 V (400kV)

Elektrisk motstand – resistans Ohm (Ω) Lysbryter som kan dempe lyset- - bryteren kalles en elektrisk motstand (skaper motstand for strømmen) Elektriske motstander kan begrense strømmen i en strømkrets Liten resistans: ledere som metall (sølv, kobber mfl) Høy resistans: isolatorer (plast, glass..)

Motstand / resistanse Alltid resistens i en elektrisk krets 60 W lyspære: glødetråden mindre resistans enn i en 40 W pære. Dvs det går mer strøm gjennom 60 W pæren og den lyser sterkere. Motstander har ulik form og størrelse -fargeringer Variabel resistans: vribare lysbrytere, volumknappen på en radio m.m

Kortslutning Oppstår vanligvis pga en feil Strømmen velger den enkleste veien gjennom kretsen. Se eks på s.78 i Tellus 9 Strømmen blir stor-batteriet blir utladet

Kortslutning Kortslutning oppstår når de to lederne i en ledning kommer i kontakt med hverandre på grunn av en feil. Kortslutning hjemme hos oss, er farlig. Det er stor spenning over det elektriske anlegget (230 Volt), strømmen kan bli svært stor, temperaturen stiger i lederen, isolasjonen kan begynne å brenne.

Vi kan unngå kortslutning ved: Å passe på at ledninger ikke blir klemt. Å la være å ta ut støpslet av stikkontakten ved å dra i ledningen (hold i selve støpslet). Å skifte ut gamle og morkne elektriske ledninger. Å passe på at det ikke ligger elektriske ledninger skjult under tapeter eller inne i veggen der vi skal feste bilder og liknende.

Jording For å forhindre at vi får strøm igjennom kroppen, er stikkontaktene jordet. (Påbudt i alle våtrom). De elektriske ledningene i slike rom har tre ledere inn i seg i stedet for to. Den tredje lederen er en forbindelse fra metallbitene på sidene i stikkontakten til spesielle plater eller kobberledninger som er gravd ned ute. Jordlederen er alltid farget gul og grønn. Overledning oppstår når metalldelene på et apparat blir strømførende fordi isolasjonen rundt en leder har blitt ødelagt

Sikringer I en bolig er det lagt opp forskjellige strømkretser til de ulike delene av huset. Alle strømkretsene har to sikringer for å hindre at det skal bli brann. Sikringene går når strømmen i kretsen blir for stor, f.eks pga. en kortslutning eller annen overbelastning. Sikringen skal alltid være det svakeste punktet i en strømkrets. På den måten kan vi være sikre på at strømmen i kretsen blir brutt av sikringen før de elektriske ledningene rundt omkring i huset blir for varme.

Måling av strøm og spenning (Se Tellus 9 s. 79) Amperemeteret kobles i serie med motstanden for å måle strømmen gjennom den. Liten resistans. Voltmeteret kobles inn parallellt med motstanden for å måle spenningen over den. Stor resistans.

Ohms lov spenning = resistans x strøm U = R x I Øker spenningen, øker strømmen. Strømmen er proporsjonal med spenningen. Resistansen påvirker strømmen på motsatt måte. Dobbelt så stor resistans gir halvparten så stor strøm. Ohms lov gjelder ikke for glødetråden i en lyspære. Høy temp fører til stor resistans. (Se også gul ramme s. 78 i Tellus 9)

Statisk elektrisitet statisk = i ro Lyn Ved å gni på gjenstandene. Isolatorer som f.eks plast, kan være elektrisk ladd lenge fordi plasten frakter ikke ladningene bort Like ladninger frastøter hverandre (hårstråene dras bort fra hverandre - overskudd av positiv ladning) Ulike ladninger tiltrekker hverandre (hårstråene tiltrekkes av kammen som har overskudd av negativ ladning).