9D fysiikka

Voimalaitokset

Palauta tänne työsi voimalaitoksesta
  • Palauta kuva tai muu tiedosto
  • Palauta linkki

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

Oman laitteen esittely

  • Palauta kuva tai muu tiedosto
  • Palauta linkki

Sinulla ei ole tarvittavia oikeuksia lähettää mitään.

Sähkömagneetti

Kun käämiin johdetaan sähkövirta, sen johtimen silmukoiden ympärillä olevat magneettikentät vahvistavat toisiaan. Näin saadaan tehokas sähkömagneetti. Sähkömagneetin magneettikentän voimakkuuteen vaikuttaa useat tekijät, mm. käämin kierrosten lukumäärä, käämissä olevan sähkövirran suuruus, rautasydämen lisäys ja käämin asento. Sähkömagneeteille on monenlaista hyötykäyttöä, kuten käyttö romuraudan siirtelyyn, erilaisiin kytkimiin, sähkömoottoreihin, dynamoihin, sähkösoittokelloihin jne.

Katso seuraava video sähkömagneetista: https://www.youtube.com/watch?v=wzXRFp0DDrU.

Sähkömagneetin sovelluksia

Sähkömoottori

Sähkömoottori ottaa sähköverkosta energiaa ja muuntaa sen pyörimisliikkeen mekaaniseksi energiaksi. Sähkömoottorissa käämi on sijoitettu U-muotoisen magneetin kohtioiden väliin. Käämin jokaisessa silmukassa virta toisella puolella kulkee toiseen suuntaan kuin silmukan vastakkaisella puolella. Silmukassa oleva sähkövirta aiheuttaa silmukan ympärille magneettikentän, joka aiheuttaa silmukkaan vääntövaikutuksen. Tällöin toinen puoli silmukasta heilahtaa toiseen suuntaan ja toinen puoli silmukasta liikettä lisäävästi toiseen suuntaan.



Jos sähkömoottorissa olisi vain yksi silmukka, niin silmukka pyörähtäisi vain osan kierroksesta. Lisäämällä kierroksia eri asennoissa saadaan aikaan koko ajan johonkin silmukkaan suuri vääntövaikutus ja näin moottori saadaan jatkuvasti pyörimään. Sähkömoottoreita käytetään esimerkiksi autojen käynnistysmoottoreissa, monissa kodinkoneissa ja rakentajan työkoneissa.

Sähkösoittokello


Perinteiset sähköllä toimivat ovikellot tai koulujen välituntikellot olivat sähkösoittokelloja, joiden toiminta perustuu sähkömagneetin ja rautakappaleen väliseen vuorovaikutukseen, jossa virtapiiri sulkeutuu ja avautuu sähkömagneetin avulla. Kun virtapiiri sulkeutuu, sähkömagneetti vetää vasaran kelloon, jolloin virtapiiri aukeaa ja sähkömagneetti lakkaa hetkeksi toimimasta. Tämän jälkeen kestomagneetti vetää vasaran oikealle, jolloin virtapiiri sulkeutuu jälleen. Edestakainen liike toistuu niin kauan kuin kytkin on suljettuna.

Soittokellon toimintaperiaate. Kun virtapiiri suljetaan, sähkömagneetti vetää vasaran kelloon.

Nykyään ovikellot voivat toimia langattomasti ja pientä elektroniikkaa hyödyntäen.

Rele

Jotkut sähkölaitteet vaativat toimiakseen suuria sähkövirtoja. Jos sellainen kone käynnistettäisiin suoraan yhdellä kytkimellä, iskisi kytkin jopa vaarallisen suuret kipinät. Tämä johtuu johtimeen syntyneen jännitteen aiheuttamasta sähkövirran muutosta vastustavasta ilmiöstä. Rele on kytkin, jolla isompaa sähkövirtaa vaativa laite voidaan kytkeä hallitusti ilman suurempia kipinöitä ja jonka avulla voidaan käynnistää ja sammuttaa erilaisia koneita. Itse kone voi vaatia toimiakseen suuria virtoja, mutta releen toiminta saadaan aikaan pienellä sähkövirralla. Sähkövirralla aikaansaatu sähkömagneetti vetää releen raudasta valmistetun kärjen kiinni sulkien virtapiirin, jolla kone käynnistyy. Sähkövirran katkettua releen kärki irtoaa palauttavan jousen avulla. Tällöin koneen virtapiirin sähkövirta loppuu.



Kaiutin

Kaiuttimessa keskeisinä osina ovat sähkömagneetti ja kestomagneetti. Sähkömagneetti, joka on liimattu kaiuttimen kalvoon, värähtelee virranmuutoksista johtuen. Muutokset johtuvat äänen voimakkuuden ja taajuuden vaihteluista, jolloin kestomagneetti joko vetää tai hylkii sähkömagneettia. Kaiuttimessa ääni syntyy, kun kaiuttimen käämiin johdetaan äänen taajuuden ja voimakkuuden mukaan vaihteleva sähkövirta. Kalvon värähtelyt kuullaan erilaisina ääninä.


Avainsanat (kopio)

Käämi: on laite, jossa sähköjohdinta on kierretty kerälle

Sähkömagneetti: Kun käämiin johdetaan sähkövirta, tulee siitä sähkömagneetti

Sähkömoottori: Sähköenergiaa voidaan muuttaa mekaaniseksi-energiaksi sähkömoottorin avulla. Sähkömoottorissa on kelalle käärittyjä sähköjohtimia, jotka pyörähtävät U-magneetin sisällä johtuen niihin syntyneiden magneettikenttien veto- ja hylkimisvoimista.

Rele: Kytkin, jolla voidaan kytkeä suuritehoisia sähkömoottoreita hallitusti.

Kaiutin: Laite, joka muuttaa vaihtovirran ilmanpaineen vaihteluiksi eli ääneksi.