Elektrisitet og spenning i hverdagen DETTE SKAL DU

Elektrisitet — og spenning i hverdagen DETTE SKAL DU LÆRE OM v hvordan vi kan kople sammen elektrisk utstyr så vi får en sluttet strømkrets v hva vi mener med begrepene strøm, spenning, resistans, effekt og induksjon v hvor du møter elektrisitet i hverdagen, når det er nyttig, og når det er farlig

Statisk elektrisitet — når elektrisiteten er i ro – ordforklaringer elektron partikkel med negativ elektrisk ladning negativ ladning når et materiale har et overskudd av elektroner, sier vi at det er negativt ladd elektrisk støt når elektroner hopper til eller fra et menneske, slik at du kjenner det. Små støt er helt ufarlige, større støt kan medføre risiko for skader og død positiv ladning når et materiale har et underskudd av elektroner, sier vi at det er positivt ladd gnist når elektroner hopper gjennom lufta, kaller vi det en gnist. Når du får støt av å gå på teppegulv, er det en liten gnist. Lyn fra himmelen er en stor gnist statisk elektrisitet som er i ro, i motsetning til elektrisk strøm som er elektrisitet i bevegelse lyn store elektriske gnister mellom ulike skylag, eller mellom lave skyer og bakken utladning når en gjenstand mister sin elektriske ladning raskt

Diskuter! Van der Graaf-generatoren er et apparat for å lage statisk elektrisitet. Hvorfor reiser alle hårene seg på hodet til personen på bildet?

Gjenstander som har like ladninger, frastøter hverandre. Gjenstander som har ulike ladninger, tiltrekker hverandre

Se filmen «Rullende brusboks» Diskuter: Hvorfor ruller brusboksen etter plaststaven?

Se filmen «Ballong på veggen» Diskuter: Hvorfor fester ballongen seg til veggen?

Se filmen «Dansende ballonger» Diskuter: Hvorfor frastøtes ballongene av plaststaven?

Se filmen «Bøyd vannstråle» Diskuter: Hvorfor tiltrekkes vannet av ballongen?

Lyn er store elektriske gnister mellom ulike skylag, eller mellom lave skyer og bakken.

Internett-challenge Lyn på jorda sett fra Den internasjonale romstasjonen. Forekommer det lyn på andre planeter enn jorda?

Elektrisk strøm — når elektroner beveger på seg – ordforklaringer ampere (A) målenhet for elektrisk strøm. Måles gjerne med et amperemeter elektrisk komponent en enkeltdel i en elektrisk krets. For eksempel batteri, bryter, lyspære og motstand elektrisk krets sammenkopling av elektriske ledere som leder strømmen i en krets, i en sirkel. En krets er sluttet når elektronene kan strømme fritt fra den ene polen på strømkilden til den andre elektrisk isolator materiale som leder strøm dårlig. Eksempler er glass, plast, porselen og gummi elektrisk leder et materiale som leder strøm. Metall og materialer med mange frie elektroner er gode elektriske ledere koplingsskjema et kart over en elektrisk krets med bestemte symboler for de forskjellige komponentene i kretsen elektrisk strøm elektriske ladninger i bevegelse, for eksempel elektroner i en ledning. Når de elektriske ladningene ikke er i bevegelse, kaller vi det statisk elektrisitet

likestrøm som går den samme veien gjennom lederen hele tiden. Batterier leverer ofte likestrøm. Alternativet til likestrøm er vekselstrømkilde en kilde til strøm, for eksempel batteri eller stikkontakt. Har alltid minst to poler vekselstrøm som skifter retning i kretsen hele tiden. Strømmen i norske hjem skifter retning 50 ganger i sekundet. Alternativet til vekselstrøm er likestrøm

«Når elektroner beveger seg, kaller vi det elektrisk strøm»

minuspol plusspol Alle elektriske komponenter har minst to tilkoplingspunkter. hylse bunnknapp En enkel strømkrets. Klesklypa fungerer som en bryter som slutter kretsen når den presses ned.

Koplingsskjema batteri bryter pære ledning

Treige elektroner, rask strøm Elektronene dytter på alle elektronene foran seg, helt fram til lyspæra. Et rør fullt av bordtennisballer fungere på samme måte. Hvis du dytter inn en ny ball i den ene enden, faller det en ball ut av den andre enden med en gang. Elektroner flytter seg bare noen millimeter i sekundet, men likevel lyser lampa umiddelbart etter at vi har trykt på bryteren. Diskuter! Hvorfor lyser lampa umiddelbart etter at vi har trykt på bryteren?

glass f. eks. sølv og aluminium metaller porselen papir elektriske ledere elektriske isolatorer plast gummi batterisyre sjøvann Diskuter! I stoffer som er gode ledere er det frie elektroner. Hva mener vi med det?

Elektronene strømmer gjennom ledningen fra batteriets minuspol til plusspol. Vi sier likevel at strømretninger er fra plusspolen til minuspolen.

Likestrøm og vekselstrøm Strømmen fra stikkontaktene hjemme går ikke samme vei hele tiden. Den skifter retning i ledningene hele 50 ganger i sekundet! Vi kaller den vekselstrøm. Vekselstrøm har symbolet ~. Strømmen fra et batteri går samme vei i kretsen hele tiden: fra plusspolen til minuspolen på batteriet. Vi kaller denne strømmen likestrøm. Likestrøm har symbolet =. ~ = vekselstrøm likestrøm

Strømstyrke måles i ampere (A) Et amperemeter er et måleapparat som teller hvor mange elektroner som passerer gjennom ledningen per sekund. Internett-challenge! Hvor kommer ordet ampere fra?

Spenning – ordforklaringer elektrisk motstand komponent i en krets som regulerer strømmen og sørger for at kretsen ikke kortsluttes. Målenheten for motstand er ohm (Ω). Måles med et multimeter generator innretning som lager elektrisk strøm av roterende bevegelse, gjerne fra en turbin elektrisk spenning den kraften elektronene «dyttes» rundt med i den elektriske kretsen Induksjonskomfyr/-topp komfyr som varmer opp kjelen ved hjelp av en spole, som lager et magnetfelt, som får det til å gå strøm i bunnen på kjelen elektrisk effekt mål på hvor mye elektrisk energi som brukes eller lages per sekund. Elektrisk effekt måles i watt (W) elektrisk induksjon å bruke en magnet til å lage strøm, eller strøm til å lage en magnet jording en elektrisk kopling mellom utsiden av en komponent eller apparat, til jord. Ved en feil på apparatet sørger jordingen for at strømmen alltid går ned i jord, istedenfor gjennom deg

kortslutning multimeter når det skapes kontakt som slutter en krets med så liten motstand at strømmen blir stor. Sikringer er lagd for å kople ut kretsen når det skjer en kortslutning parallellkopling når komponentene er koplet parallelt med hverandre ( «ved siden av hverandre» ) i en elektrisk krets seriekopling når komponentene er koplet etter hverandre i en elektrisk krets måleinstrument som kan måle ulike verdier som motstand, spenning og strøm ohm målenhet for elektrisk motstand. Skrives ofte som den greske bokstaven omega (Ω) sikring elektrisk komponent som sørger for at det ikke går for høy strøm i en krets, og at kretsen brytes hvis den kortsluttes. På den måten hindrer sikringen at det blir varmt og begynner å brenne

spole en elektrisk leder (ledning) viklet rundt en gjenstand flere ganger watt (W) målenhet for elektrisk effekt turbin moderne vannhjul som drives rundt av vind eller vann. I energiverk er det turbinen som driver generatoren, som lager strøm volt (V) målenhet for elektrisk spenning. Måles gjerne med et voltmeter måleapparat for å måle elektrisk spenning i en krets

Spenning måles i volt (V) Vi måler spenning med et voltmeter. Hvis vi vil bruke bordtennisball-modellen igjen, kan vi si at spenningen forteller oss med hvilken kraft bordtennisballene i røret dytter på hverandre, og det kommer jo an på hvor stor kraft den første bordtennisballen dyttes med. Det er spenningen som dytter elektronene gjennom kretsen.

Vi måler spenning i volt (V). Det gjør vi med et voltmeter over én eller flere komponenter i kretsen. Her måles spenningen over pæra. Her måles spenningen over batteriet.

Batteriet har et underskudd av elektroner ved plusspolen. I de fleste batterier skjer det kjemiske reaksjoner som skaper et overskudd av elektroner på minuspolen og et underskudd av elektroner på plusspolen. Derfor vandrer elektronene gjennom kretsen fra minus til pluss. Til slutt er det ikke flere ekstra elektroner igjen på minussiden av batteriet. Da er batteriet tomt og må lades. Batteriet har et overskudd av elektroner ved minuspolen. Elektronene strømmer derfor gjennom ledningen fra minuspolen til plusspolen.

Diskuter! Personen på bildet mottar én million volt «lyn» fra en Tesla Coil. Hvorfor overlever han?

Parallellkopling Batterier som koples i parallell, gir ikke høyere spenning enn hvert enkelt batteri, men varer til gjengjeld lenger fordi batteriene deler på å levere elektroner til kretsen. I en parallellkopling er alle lyspærene koplet «ved siden av hverandre» i hver sin grein, slik at kretsen ikke blir brutt dersom en av pærene skrus ut.

Seriekopling Når batteriene er koplet etter hverandre i serie, kan du summere spenningen over dem. I en seriekopling er alle pærene koplet inn etter hverandre i kretsen. Hvis vi skrur ut én av pærene, blir kretsen brutt, og strømmen stopper opp. Det er det som skjer på juletreet.

Motstand måles i ohm (Ω) Diskuter! Se på bildene av strømkretsene. Tror du pærene lyser like sterkt i begge kretsene?

Multimeter f. eks. sølv og aluminium metaller Materialer med lav motstand leder strøm godt og kalles ledere. Materialer med høy motstand leder strøm dårlig og kalles isolatorer. elektriske ledere batterisyre sjøvann glass porselen «Multi» betyr mange, og «meter» betyr måling. Et multimeter kan vi bruke til å måle motstand. Vi kan også bruke det til å måle spenning og strøm. elektriske isolatorer papir plast gummi

Elektrisk effekt måles i watt (W) En panelovn på 1000 W bruker like mye strøm hvert sekund som 50 lyspærer med 20 W. X Watt (W) er et mål på hvor mye elektrisk energi som blir produsert eller brukt per sekund. Måles gjerne i kilowattimer (k. Wh). 50 lyspærer

Kilowatt (k. Wh) 1000 watt 1 million watt 1 milliard watt Tusen milliarder watt En panelovn som bruker én kilowatt (1000 W), og står på et helt døgn, bruker 24 k. Wh. = = 1 kilowatt 1 megawatt 1 gigawatt 1 terawatt

Sikringer koples ut hvis strømmen blir for stor i en krets i huset. Gamle sikringer har en tynn metalltråd som smelter når det går mye strøm. Da må man bytte den ut.

Internett-challenge Kortslutning i elektriske anlegg er en av de vanligste brannårsakene i Norge. Hvor mange mennesker omkom i brann i Norge i 2016?

Se filmen «Elektrisitet og brann» Diskuter: Hvorfor begynner stålullen å brenne?

Jording Skjøteledning med støpsel og stikkontakt som er jordet. Jording er en ekstra leder som går fra apparatets deksel eller ytterside og til bakken. Den hindrer at strømmen går gjennom oss når vi tar på apparatet og yttersiden er strømførende. Symbolet for jording i et koplingsskjema.

Elektrisk induksjon Du kan lage strøm ved hjelp av en spole og en magnet. Hans Christian Ørsted (1777— 1851) fant ut at elektrisitet og magnetisme henger sammen.

I vannkraftverk og i vindmøller er det generatorer. En generator består av spoler og magneter. Det er bare når magneten er i bevegelse i forhold til spolen at det går strøm.

Under toppen induksjonskomfyr sitter det en kraftig spole som fungerer som en elektromagnet. Hvis vi beveger en magnet fram og tilbake i nærheten av en spole, lages det vekselstrøm i spolen. Vi kaller det induksjon.

Illustrasjonsliste Lysbilde 1 Lysbilde 3 Lysbilde 4 Lysbilde 5— 9 Lysbilde 10 Lysbilde 11 Lysbilde 14 Lysbilde 15 og 16 Lysbilde 17 Lysbilde 19 Lysbilde 20 Lysbilde 21 Lysbilde 25 Lysbilde 26 Lysbilde 27 Lysbilde 28 Lysbilde 29— 31 Lysbilde 32 Lysbilde 33 og 34 Lysbilde 35 Lysbilde 36 Lysbilde 37 Lysbilde 38 Lysbilde 39 Lysbilde 40 Lysbilde 41 NTB scanpix/AFP Photo/Peter Parks NTB scanpix/AFP Photo DDP/Jens Schlueter Sundby, Terje Cappelen Damm NTB scanpix/Asgeir Brynjulfsson NTB scanpix/SPL NTB scanpix/Espen Bratlie/Samfoto Norheim, Bjørn (bordtennis) Getty Images/i. Stock: Edi_Eco (bryter), choness (pære) Sundby, Terje Getty Images/i. Stock/Zhenikeyev (kontakt) NTB scanpix/Rune Lislerud Sundby, Terje; Norheim, Bjørn (bordtennis) NTB scanpix/Rune Lislerud; Sundby, Terje (koplingsskjema) Norheim, Bjørn Berentsen, Morten Sundby, Terje NTB scanpix/John Petter Reinertsen/Samfoto Getty Images/i. Stock: shishic (ovn), choness (pære) Getty Images/i. Stock: sb-borg (sikringsskap, nytt), Gregor. Bister (sikringsskap, gammelt) NTB scanpix/Jon Hauge Cappelen Damm Norheim, Bjørn (tegninger); All Over Press/BSH_Stock (kontakt) Holm, Geir (spole); All Over Press/BSH_Stock Wikimedia Commons (generator); Getty Images/i. Stock: uniseller (demning), CHIARI_VFX (vindmølle) NTB scanpix/Lucky Dragon