MOI

Tässä fysiikan -ja sähköopin verkkokurssissa käsitellään monia niihin littyviä asioita ja tehtävien tekoa on luvassa. Tämän jälkeisessä tekstissä on fakta tekstiä josta voit poimia vastaukset tehtäviin.

Sähkömagneettinen induktio

Virtajohtimessa kulkeva sähkövirta synnyttää johtimen ympärille keinotekoisen magneettikentän jonka voi havaita suurien voima linjojen lähellä, tällaista magneettia kutsutaan sähkömagneetiksi.
Sähkömagneetin rakenne on yksinkertainen. Kun rautanaulan ympärille kierretään sähköjohtoa, sähköjohdosta tulee käämi jonka päät kytketään esim patteriin tai mihin tahansa virta lähteeseen joka syöttää tasavirtaa. Käämin avulla saadaan magneettikenttä aikaiseksi joka on voimakkaampi mitä enemmän silmukoita siinä on tai miten paljon virtaa siihen syötetään. Säädettävä magneetti kenttää käytetään romurautanostureissa, magneettiurilla varustetuilla korteissa ja avaimissa sekä vanhoissa vhs kaseteissa, tietokoneen levykkeissä.
Yksinkertaisien sähkömoottorien toimintaperiaate perustuu myös magneetteihin. Kun sähkövirran suunta muutetaan jatkuvasti niin sähkömagneetin navat vaihtuvat ja jos käämi asetellaan magneettikenttään se alkaa pöyriä tuottaen liikettä.1800-luvulla huomattiin että sähkövirta synnyttää magneettikentän ja muuttuva sähkökenttä synnytti johtimeen virtaa. Sitä kutsutaan sähkömagneettiseksi induktioksi ja tämän oivalluksen avulla keksittiin sähkögeneraattori ja sähkömoottori sen takia sähkögeneraatoreista syntyvää sähkövirtaa kutsutaan induktiovirraksi.

Resistanssi ja ohmin laki

Aineet vastustavat sähkövirran kulkua toiset enemmän ja toiset vähemmän. Ne jotka eivät johda sähköä lainkaan tai vähän kutsutaan eristeiksi toisin kuin hyvin sähköä johtavia aineita kutsutaan johteiksi taikka jopa superjohteiksi. Parhaita johteita ovat metallit koska johteessa olevien metalli-ionien ja elektronien kanssa on paljon väliä niiden liikkuessa johtimen läpi ja pitää olla vapaita elektroneja jotka voisivat kuljettaa virran aineessa eteenpäin.
Puoli johteet ovat aineita joiden elektronien määrää voi säätää esim germaniumissa ja piissä on tällainen piire.Elektronien säätämisen ansiosta voidaan säätää siitä kulkevaa sähkövirtaa ja sen ansiosta meillä on nykyään kehittyneet tietokoneet ja kännykät koska niiden monet komponentit ovat valmistettu puolijohteista esim piirilevyt tai vaikka transistorit.
Superjohteet ovat johtimia jotka ovat vastuttamattomia( virta kulkee ilman mitään vastusta )
jonka takia ne eivät lämpene. Mutta jos haluaa aineen superjohtavaksi se ensin täytyy saada lähelle absoluuttistanollapistettä jotta se toimisi. Esim lyijyn vastus häviää täysin -266 C eli seitsemän kelviniä.
Resistanssi kuvaa johtimen virranvastustus kykyä, tästä hyvä esimerkki on jos vaikka haluaa yli metrin pitkän johtimen johtavan 1,5 v sähköä lampulle joka on toisessa päässä ei tule oiken onnistumaan koska lamppu olisi hyvin himmeä. Tämän ongelman korjaamiseen pitää olla joko enemmän jännitettä tai lyhyempi johdin.

Virtapiiri

Virtapiiri on keino siirtää virtaa esim akun tai pariston varastoitunutta energiaa sähkölaitteen tuottamaksi energiaksi. Virtapiiri asetellaan niin että sähkö kulkee sen läpi. Eri virtapiireja kutsutaan eri nimillä esim oikosulku jossa virtapiiri kuumenee nopeasti ilman sähkölaitetta (ei välttämättä) ja avoimessa virtapiirissä virta ei kulje lainkaan mutta sen voi muuttaa suljetuksi käytännöllisesti että se johtaa sähköä "vain yhdellä napin painalluksella" esim tämä löytyy katkaisimena lampussa.
Kytkentä kaavio on kaavakartta kaikista virtapiireistä ja komponenteista jota on laitteessa. Sähkösuunnitteliat ja -asentajat käyttävät sitä selvittääkkseen joko vikoja tai saadakseen paremman käsityksen koko systeemistä selvittääkseen missä voi parantaa. Kaavioita tulkitaan kaavamerkkien avulla jotka ovat simppeleitä esim sähköjohto(johdin) joka on ______________
Sulake on tärkeä virtapiirin osa turvallisuuden kannalta koska kun sen läpi kulkee suurempi sähkövirta joka on sille merkityn rajan yläpuolella sen metallilanka joka on sen sisällä "sulaa" kirjaimellisesti poikki ja katkaisee virtapiirin että sähkö ei kulje enää. Tämä on hyödyllinen ukkosella ja oikosuluissa että ei synny tulipaloja. On myös keksitty semmoisia automaattisulakkeita jossa liian suuren jännitteen iskiessä se menee vain pois päältä säästäen sulakkeen.

Sähkö (tuotanto)

Sähkö ei ole energialaji niinkuin yleiseti puhutaan vaan keino siirtää energiaa paikasta toiseen. Esim vesivoimalaitoksen energia on veden virtauksen liike-energia, tuulivoimaloissa taas tuulen liike-energia. Useimmat voimalaitokset ovat lämpö voima laitoksia joissa polttoainetta polttamalla saadaan vesihöyryä joka pyörittää liike-energiallaan sähköä tuottavia generaattoreita. Polttoaineiden energia on kemiallista energiaa ja Ydinvoimalat toimivat ydinvoimalla.

Magneettinen vuorovaikutus

Magneettiset aineet jaetaan kahteen ryhmään kestomagneetteihin ja väliaikaisiin magneetteihin. Kestomagneetit pysyvät pitkään magneettisina kun ne magnetisoituvat mutta väliaikaisien magneettien magneettisuus johtuu toisesta magneetista jonka poistettaessa väliaikaisen magneetin magneettisuus häviää heti. Magneettien välillä on niiden oma vuorovaikutus jota kutsutaan magneettiseksi vuorovaikutukseksi, se johtuu kesto magneettien navoista jotka hylkivät taikka vetävät toisiaan puoleensa.
nämä navat on nimetty maan etelä- ja pohjois navan mukaan, N-edustaa pohjoista S-etelää. Magneetti vetää rauta esineitä puoleensa muuttamalla ne itse magneeteiksi synnyttäen väliaikaisen vuorovaikutuksen.
Magneetin ympärillä on magneetti kenttä joka ympäröi tätä aktiivisesti joka toimii magneettien vuorovaikutuksen välittäjänä samalla tavalla kuin painovoima.

Sähkö (yleisesti)

Sähkö on sähkövarausten ylijäämästä tai alijäämästä ja varattujen hiukkasten, yleensä elektronien, liikkeestä syntyvä luonnonilmiö. Sähkö on myös monin eri tavoin tuotettavissa olevan energian muoto. Sen voi siirtää pitkiä matkoja sähköverkon avulla.
Hankaus sähkö tunnettiin jo vanhalla ajalla ja Vuonna 1800 Alessandro volta keksi sähköparin, ensimmäisen laitteen, jolla voitiin tuottaa sähkövirtaa. (Huom sukunimi)
Salama syntyy kun ukkos pilvien yläpäässä olevat jää hiukkaset "lataavat" pilvet mutta vasta kun pilven ja maan varausero täytyy olla sen verran suuret että salama voisi syntyä.Herkemmin salama iskee korkeisiin paikkoihin koska varaus ero on niissä suurin.
Varauksien välillä on veto -ja hylkimisvoima. esim jos kokeilee kasi positiivisesti taikka kaksi negatiivisesti varaustunutta napaa ne hylkivät toisiaan mutta jos kokeilee positiivista ja negatiivista napaa ne vetävät toisiaan puoleensa. Miksi? koska niiden ympärillä on omanlaisensa sähkökenttä joka ilmenee veto-tai hylkimis voimana.

Fysiikka (itse)

Fysiikka on ainetta, energiaa ja perus luonnonlakeja tutkiva tiede. Fysiikka pyrkii löytämään luonnosta ilmiöitä joita voisi kuvata matemaattesesti ja myöskin kokeellisesti. Fysiikka tutkii myös maailman kaikkeutta käsitellen aineen, energian, ja ajan käyttäytymistä. Fysiikan tutkijoita sanotan fyysikoiksi eli samalla tavalla kuten kemian tutkijoita sanotaan kemisteiksi.
Fysiikka on kokeellinen ja eksakti luonnontiede se tarkoittaa sitä, että luonnonilmiöitä koskevat havainnot ja mittaukset ovat kaiken fysikaalisen tiedon pohja. Fysiikkaa sovelletaan muiden muassa koneissa ja teollisuudessa.