Tehtäväpohjat

2015-08-13T14:20:30+03:00

Taustatiedot

2014-11-15T09:56:55+02:00

Aloitus
Luvun käsittelyn voi aloittaa kyselemällä oppilailta käsityksiä kotien sähkölaskuista. Myös sähkön hintamuutoksista uutisoidaan paljon, joten ajankohtaista tietoa voi ottaa mukaan keskusteluun.

Jo alussa on hyvä mainita, että sähköenergia ei "kulu" vaan muuttaa muotoaan, vaikka puhekielessä kuluttamisesta puhuminen onkin luontevaa..

Luvun tavoitteena on:

- Sähkölaitteen tehon laskeminen
- Virran tai jännitteen ratkaiseminen yhtälöstä P=UI
- Sähköenergian muuttumisen laskeminen (E=Pt)
- Sähkölaskun suuruuden laskeminen

Arvio luvun käsittelyyn kuluvasta ajasta: 1-2 oppituntia

Kokeellisuus

2014-11-15T09:59:21+02:00

Mikäli käytössä on pistorasian ja töpselin väliin laitettava sähkönkulutusmittari, voi erilaisten laitteiden kulutusta vertailla.

Tehtävien ratkaisut

2014-11-27T19:57:05+02:00

32A. Tarkista tietosi

1. Sähköenergian tunnus on
a) S
OIKEA: b) E
c) e

2. Sähköenergian yksikkö on
a) kW
OIKEA: b) J
c) W

3. Laitteen tehon tunnus on
a) T
b) W
OIKEA: c) P
d) p

4. Laitteen tehon yksikkö on
OIKEA: a) W
b) P
c) J

5. Sähkölaitteen teho kuvaa sitä,
OIKEA: a) miten nopeasti laite muuttaa sähköenergiaa muodosta toiseen
b) miten nopeasti laite tuhoaa energiaa maailmankaikkeudesta
c) miten hyvä laite on

6. Laitteen arvokilpi kertoo laitteen
a) arvon
OIKEA: b) tietoja laitteen teknisistä ominaisuuksista
c) suojaa arvokkaita laitteita varkauksilta

7. Sähkölaskuissa käytetty energian yksikkö on
a) J
OIKEA: b) kWh
c) kcal
d) W

8. Yksi wattitunti on (vinkki: 1 h = 60 min, 1 min = 60 s)
OIKEA: a) 3600 J
b) 1000 J
c) 60 J
d) 10 J

32B. Erilaisia laitteita

Mihin energian muotoihin seuraavat laitteet muuttavat energiaa?

a) Tietokone

-Ääni-, valo- ja lämpöenergiaksi

b) Sähkövatkain

-liike-, ääni- ja lämpöenergiaksi

c) Sähköuuni

-lämpöenergiaksi (+valo)

d) Loisteputki

-valo- ja lämpöenergiaksi

33C. Laitteen teho

Kuinka suuri on seuraavien laitteiden teho, kun kodin sähköverkkoon kytkettynä virta on

a) 3,7 A (Betonimylly)
P = U I = 230 V ∙ 3,7 A = 850 (851) W

b) 220 mA (Televisio)
P = U I = 230 V ∙ 220 mA = 50600 mW = 51 W

c) 9,6 A (Sähkögrilli)
P = U I = 230 V ∙ 9,6 A = 2200 W (2208 W)

33D. Selvitä

Mieti kotona käyttämiäsi sähkölaitteita. Selvitä internetin avulla, mitkä laitteet muodostavat suurimman osan sähkölaskusta.

Ratkaisu:
Tietoja esimerkiksi sivulta http://www.vattenfall.fi/fi/omakotitalo.htm

Sähkölämmitys
Lämminvesivaraaja
Kylmälaitteet
Sähkökiuas
Sähköuuni/liesi
Kodinelektroniikka

33E. Ulkovalaistuksen kustannukset

Kuinka paljon maksaa kodin ulkovalaistuksen käyttö talven aikana, kun pihaa valaistaan

a) kymmenellä hehkulampulla (60 W)

b) kymmenellä ledilampulla (10 W)

Pihaa valaistaan viisi tuntia päivässä 150 päivän ajan. Sähkön hinta on noin 15 snt/kWh.

Ratkaisu
a) Kootaan tehtävän tiedot.
Teho P = 60 W/kpl
Käyttöaika t = 150 ∙ 5 h = 750 h
Lamppujen määrä 10 kpl

Energian määrä
E = P ∙ t = 10 kpl ∙ 60 W/kpl ∙ 750 h = 450 000 Wh = 450 kWh
Hinnaksi tulee 450 kWh ∙ 15 snt/kWh = 6750 snt = 67,5 €

b) Kootaan tehtävän tiedot.
Teho P = 10 W/kpl
Käyttöaika t = 150 ∙ 5 h = 750 h
Lamppujen määrä 10 kpl

Energian määrä
E = P ∙ t = 10 kpl ∙ 10 W/kpl ∙ 750 h = 75 000 Wh = 75 kWh
Hinnaksi tulee 75 kWh ∙ 15 snt/kWh = 1125 snt = 11,25 €

Vastaus a) 70 € b) 11 €

33F. Kestääkö sulake?

Kestääkö 16 ampeerin sulake, kun samaan pistorasiaan kytketään auton lohkolämmitin (600 W) ja autotallin lämmityslaite (2000 W).

Ratkaisu
Sulake rajoittaa maksimivirran 16 amperiin, eli maksimiteho voi olla P = U I = 230 V ∙ 16 A = 3680 W. Laitteiden yhteenlaskettu teho on alhaisempi, joten sulake kestää.

33G. Termostaatti

Selvitä internetistä, mitä tarkoitetaan termostaatilla.
Millaisissa laitteissa on termostaatti?
Mitä termostaatti tekee?
Voitko laskea termostaatilla varustetun laitteen kuluttaman sähköenergian kertomalla käyttöajan laitteen teholla?

Ratkaisu
Tietoa esimerkiksi http://fi.wikipedia.org/wiki/Termostaatti

Termostaatteja käytetään lämmittimissä, jääkaapeissa ja pakastimissa. Termostaatin avulla laitteiden moottori käynnistyy ja sammuu tarpeen vaatiessa. Tavoitteena on, että esim. jääkaapin lämpötila olisi sopiva. Termostaatilla varustettujen laitteiden kuluttamaa energiaa ei voi laskea suoraan käyttöajan mukaan, vaan pitäisi pystyä arvioimaan, kuinka suuren osan ajasta laite on ollut todellisuudessa toiminnassa.

33H. Arvokilpi

Selvitä internetistä, mitä tietoja sähkölaitteen arvokilvestä löytyy. Löydätkö arvokilven käyttämistäsi laitteista? Tietoja löytyy esimerkiksi sivustolta http://www.tukes.fi/kodinsahkoturvallisuus/1_4.html

Ratkaisut
Riittävät tiedot löytyvät TUKES:n sivuilta http://www.tukes.fi/kodinsahkoturvallisuus/1_4.html.

Luku 32. Sähkölasku määräytyy käytön mukaan