Fysiikka 6 Flashcards
Sähkö
Mitä Kirchoffin I laki sanoo?
Virtapiirin kuhunkin pisteeseen tulevien sähkövirtojen summa on yhtä suuri kuin siitä lähtevien sähkövirtojen summa.
ts. Virtojen summa solmukohdassa 0. Solmukohtaan tulevat = solmukohdasta lähtevät
Väheneekö virta vastuksen jälkeen?
Ei vähene, virta I sama ennen ja jälkeen vastuksen (R). (mieti, siten vaikka kun rinnan monta vastusta, niin samalla jännitteellä tulee isompi virta kuin jos olisi vain yksi vastus virtapiirissä. Resistanssit siis aiheuttavat pariston nopeamman loppumisen (jännite E loppuu) koska suurempi virta.)
Jännite eli potentiaali kyllä muuttuu (pienenee)
Mikä aiheuttaa virtapiirin sähkövirran?
Jännite U eli sähköinen potentiaaliero. Suljetussa virtapiirissä jännitelähde ylläpitää jännitettä, joka aiheuttaa piiriin jatkuvan sähkövirran.
Onko avoimessa virtapiirissä sähkövirtaa ja jännitettä?
Sähkövirtaa I [A] ei ole. Jännite U [V] on.
Mikä on virran suunta?
Virran suunta + -> -.
Ekektronien suunta - -> +
Luettele johteita, eristeitä ja puolijohteita
Johteita: metallit, suolaliuokset, grafiitti
Eristeitä: lasi, muovi, posliini
Puolijihteita: Pii ja germanium
Kerro energiasta virtapiirissä
Virtapiirissä kulkeva sähkövirta välittää energiaa.
Onko pariston aikaansaama sähkövirta vakio?
Se riippuu piiriin kytketyistä komponenteista, eli ei ole aina vakion suuruinen. Tässä ei tarkoiteta vaihtovirta
Minkä suuruinen potentiaali on virtapiirin maadoitetussa kohdassa?
Se on potentiaalin nollakohta eli Vmaa=0V. Jos ei maata, valitaan itse potentiaalin nk.
Mikä on napajännite?
Pariston napojen välinen jännite. Potentiaali kasvaa napajännitteen verran kun siirrytään pariston -navalta +navalle (virran suuntaa vastaan…)
Mitä Kirchhoffin 2. laki sanoo?
Suljetussa virtapiirissä potentiaalimuutosten summa on nolla dV=0
(eli potentiaali muuttuu komponenttien jälkeen, mutta muutosten summa on lopulta suljetussa virtapiirissä nolla).
tai toisella tapaa esitettynä
Suljetussa virtapiirissä lähdejännitteiden summa on yhtä suuri kuin piirissä tapahtuvien jännitehäviöiden summa.
Mikä on vastus? Entä resistanssi?
Vastus on sähkövirtaa rajoittava komponentti. Resistanssi ilmaisee vastuksen kyvyn vastustaa sähkövirran kulkua. Resistanssi on vastuksessa tapahtuvan jännitehäviön suhde sähkövirtaan. R=U/I
Mitä Ohmin I laki sanoo? Milloin se ei päde?
U=RI, vastuksessa tapahtuva jännitehäviö on suoraan verrannollinen vastuksessa kulkevaan sähkövirtaan.
Pätee kun lämpötila T vakio. Ei päde kun T muuttuu, tai kun kyseessä puolijohde tai elektrolyyttiliuos.
Kerro siitä kun vastukset ovat sarjassa.
Kun vastukset sarjassa, halutaan pienentää virtaa I. Vastukset on tällöin kytketty peräkkäin. Rtot=R1+R2+…
Kerro siitä kun vastukset ovat rinnan?
Systeemin kokonaisresistanssi on silloin pienempi kuin pienimmän yksittäisen vastuksen resistanssi. Virtapiirin kokonaisresistanssi pienenee kun vastuksia kytketään rinnan -> sähkövirran suuruus kasvaa
Kumpi vastustaa enemmän sähkövirtaa, ohuempi vai paksumpi vastuslanka?
Ohuempi vastuslanka vastustaa enemmän sähkövirtaa kuin paksumpi vastuslanka.
Mitä ohmin II laki sanoo?
Johdinlangan resistanssi R= (p*l)/A. p=resistiivisyys eli aineen ominaisresistanssi eli aineen kyky vastustaa sähkövirtaa. Vakio lämpötila.
Mikä on konduktanssi?
Konduktanssi S on resistanssin käänteisluku, S=1/R. Mitä suurempi konduktanssi johtimella, sitä parempi johdin. Yksikkö myös S eli siemens.
Mitä on suprajohtavuus?
Suprajohtavilla aineilla resistanssi on nolla tietyssä lämpötilassa.
Mitä eroa on resistanssilla ja resistiivisyydellä?
Resistanssi on vastuskappaleen sähkövirtaa rajoittava ominaisuus. Resistiivisyys on aineen sähkövirtaa vastustava ominaisuus.
Kerro napajännitteestä ja lähdejännitteestä, mitä eroa ja yhteistä.
U on sekä napajännitteen että jännitehäviön tunnus. Napajännite on pariston napojen välinen jännite. Napajännitteen U arvo riippuu pariston sähkövirrasta eli kuormituksesta. Kuormittamattoman pariston jännitettä kutsutaan lähdejännitteeksi E, jolloin siis U=E.
Mitä hyötyä voi saada paristojen rinnankytkennästä?
Rinnankytkennässä kuormitettavuus paranee eli paristosysteemistä saadaan suurempi sähkövirta kuin yksittäisestä paristosta. Systeemin sisäinen resistanssi on pienempi kuin yksittäisen lähteen sisäinen resistanssi
((1/R)=(1/Rs1)+(1/Rs2)+(1/Rs3)+…)
Kaikki positiiviset navat on yhdistetty keskenään toisiinsa ja kaikki negatiiviset navat keskenään toisiinsa.
Kun paristojen halutaan kestävän kauemmin niitä kytketään rinnan.
Sarjankytkennällä saavutetaan suurempia jännitteitä, napajännite U ja sisäinen resistanssi kasvavat.
Mikä on Joulen laki?
Vastus, jonka resistanssi on R kuluttaa virtapiirissä energiaa teholla P=RI^2
(tämä siis vastukselle, jännitelähteen teho on P=EI ja sähkölaitteen teho P=UI)
Virtapiirilaskut. Mitä lakeja käytettävä?
Kirchhoff 1 ja Kirchhoff 2 laki.
- laki usealle silmukalle ja pääsilmukalle saa laskemalla Rtot jollekin silmukan osalle tai jos ei tarvi niin tavallisesti ja muut jännitelähteet mukaan.
- Jos virran suunta valittu väärin tulee miinus merkkinen. Vaikuttaa pääsilmukalle laskettuun kokonaisjännite=0:aan resistanssien kohdalla mutta ei jännitelähteuden kohdalla, koska niihin vaikuttaa vain tarkastelusuunta.
- Jos useita erillisiä silmukoita, joissa resistansseja, laske silmukan päiden välinen jännite-ero ja sen avulla saat virrat (I=U/R)
Mitä sähkökentän kenttäviivat kertovat sähkökentän voimakkuuden E suunnasta?
Sähkökentän voimakkuus E on kenttäviivan tangentin suuntainen.
Kentän suunta on kenttäviivan tangentin suunta.
Negatiivisesti varattuun hiukkaseen vaikuttavan voiman suunta on vastakkainen kenttäviivan tangentille.
Onko varatun johdekappaleen sisälläsähkökenttä?
Ei ole, sillä kun metallikappaleen sisälle syntyy sähkökenttä, elektroneihin kohdistuva sähköinen voima siirtää elektroneja kentän suuntaa vastaan ja elektronit järjestäytyvät hyvin nopeasti niin, että sähkökenttä häviää johdekappaleen sisältä. Järjestäytyvät siten, että toisiaan hylkivät elektronit kulkeutuvat johdekappaleen pinnalle.
Selitä sähkövirran synty.
Kun metallijohdin kytketään jännitelähteen napoihin, johtimen sisälle syntyy jännitelähteen päiden potentiaalieron takia pysyvä sähkökenttä, mikä aiheuttaa elektronien jatkuvan liikkeen johdinta pitkin eli sähkövirran. Sähkövirta on siis sähkökentän aiheuttamaa varattujen hiukkasten liikettä. Metallijohtimessa varauksen kuljettajina ovat elektronit.
Johdin ei varaudu sähköisesti, koska tiettynä aikavälinä johtimen toisesta päästä tulevien ja toisesta päästä lähtevien elektronien määrä on sama.
Mikä on varauksen symboli, kaava ja yksikkö?
Pistevaraus q (E=F/q -> q= F/E) yksikkö C. Johtimessa kulkeva virta I=dQ/dt yksikkö As.
Mikä on valosähköinen ilmiö?
Katodimetallin elektronien liike-energian kasvatus säteilyn (fotonit) avulla.
Miksi on vaarallista käsitellä sähkölaitteita märin käsin?
Koska ihon pinnalla on aina suoloja, jotka liukenevat ioneiksi kädellä olevaan veteen. Syntyy suolaliuos, joka johtaa hyvin sähköä.
Kun negatiivisesti varattu hiukkanen kulkee sähkökentän suuntaa vastaan, mitä sen potentiaalienergialle tapahtuu? Entä positiivisesti varatulle hiukkaselle?
Negatiivisesti varatun hiukkasen potentiaalienergia pienenee sen liikkuessa sähkökenttää vastaan. Tällöin nimittäin sähkökentän hiukkaseen kohdistama voima F on saman suuntainen kuin elektronin liike, joten voimaan tekemä työ on positiivista ja potentiaalienergian muutos on negatiivinen eli se pienenee.
Positiivisesti varatun hiukkasen potentiaalienergia kasvaa. (voima eri suuntaan kuin eteneminen (ja samaan suuntaan kuin sähkökentän suunta))
Mitä LEDit ovat? Mitä etua niillä on tavallisiin lamppuihin?
Ledit eli hohtodiodit ovat puolijohdekomponentteja, joissa syntyy valoa kun sen läpi kulkee sähkövirta.
Kuluttavat vähemmän energiaa.
Mikä on diodi, mitä sillä tehdään?
Diodi on komponentti joka päästää sähkövirran kulkemaan lävitseen vain toiseen suuntaan. Puolijohdediodissa yhdistetty p- ja N-tyypin puolijohdekappaleet toisiinsa. Puolijohdediodeissa sähkövirta pääsee kulkemaan anodista (p, +) katodiin (n, -), mutta ei toisinpäin.Tuota kulkusuuntaa sanontaan päästösuunnaksi.
Voidaan käyttää diodeja vaihtovirran muuntamiseksi tasavirraksi.
Mikä on transistori?
Transistori on komponentti, jota voidaan käyttää virtavahvistimena esim. mikrofonin ja kaiuttimen välillä. Liitostransistori sisältää kolme kerrosta: pnp tai npn. Toiminta perustuu varauksen kulkuun kahden lähekkäin olevan puolijohdepinnan läpi.
