Jännite ja virta

Liikkuva sähkö - sähkövirta

Sähkövarauksilla on sähköinen jännite
Sähköjännite aiheuttaa sähkövirtaa
Sähkönjohteet mahdollistavat sähkövirran
Sähkövirta on vapaiden elektronien liikettä kuparijohdossa tai ionien liikettä sähköä johtavassa liuoksessa
Sähkövirran kulku turvallisesti vaatii, että:
- On olemassa jännitelähde kuten paristo
- Pariston navat on kytketty suljettuun virtapiiriin
- Virtapiirissä on myös jokin sähköenergiaa kuluttava laite kuten lamppu, jonka läpi sähkövirta kulkee
Oikosulku - jyrkästi kielletty
- Jännitelähteen napojen yhdistäminen pelkällä johtimella
- Aiheuttaa lähteestä riippuen hengenvaaran tai palovaaran ja lähteen tyhjentymisen

Virtapiirit ja kytkentäkaaviot

Elektronit liikkuvat johtimia pitkin pariston negatiivisesti varautuneelta navalta positiiviselle.
On kuitenkin historiallisesti sovittu, että virran kulkusuunta on plusnavalta miinusnavalle.
Plusnapa merkitään usein punaisella värillä ja miinusnapa (tai maadoitus) mustalla.

Kuva: Sähkövirran kulku johtimessa ja virtapiirissä. Kuvassa näkyy vahvasti suurennettuna kuparijohdin ja sen eristävä kuorikerros.

Kytkentäkaavio esittää vaikkapa, miten jännitelähde ja lamppu on kytketty virtajohtimilla
Siinä käytetään seuraavia piirrosmerkkejä:

Kuva: Kytkentäkaavioiden piirrosmerkit - opeteltava huolella.

Linkki piirto-ohjelmaan: https://www.circuit-diagram.org/editor/

Työ: Lamppujen kytkennät

Piirretään kaaviot ja vastataan kysymyksiin (vihkoon ellei tulosteta)
Ratkaisu

Kuva: Ensimmäisen sähkötyön kytkennät.
1. Paristo, katkaisija ja lamppu. Mikä on katkaisijan tehtävä tässä virtapiirissä?
2. Kaksi lamppua sarjassa. Miten katkaisija vaikuttaa lamppuihin?
3. Kaksi lamppua rinnan. Miten katkaisija vaikuttaa lamppuihin?
4. Lamppuja sarjassa ja rinnan. Mikä / mitkä lampuista palavat kirkkaimmin? (Ennuste ja havainto)

Videolinkki: Animaatio sähkövirrasta virtapiirissä.

Kannattaa katsoa noin puoliväliin
Näet lamppujen rinnan- ja sarjaankytkennän vaikutuksen lampun kirkkauteen
Sarjakytkennässä lamput ovat himmeämpiä, koska ne joutuvat jakamaan jännitteen
Rinnankytkennässä kaikki lamput saavat paristosta täyden jännitteen. Silloin sähkövirta on suurempi ja lamppu palaa kirkkaasti.
Voit ajatella paristoa hissinä, joka nostaa sähkövirtaa kuljettavat varaukset ylös. Sähkölaitteet muodostavat ikäänkuin vesiputouksen, jonka kautta sähkövirta palaa paristolle.