21. Esineet saavat sähkövarauksen hankauksessa 

• Sähkövaraus on kappaleen ominaisuus. Se voi olla positiivinen (+) tai negatiivinen (-).

• Samanmerkkiset sähkövaraukset hylkivät toisiaan. Erimerkkiset sähkövaraukset vetävät toisiaan puoleensa.

• Atomissa protonilla on positiivinen sähkövaraus. Elektronilla on negatiivinen sähkövaraus. Neutronilla ei ole varausta ollenkaan.

  • • Atomissa on yhtä monta protonia ja elektronia. Siksi atomi on kokonaisuutena on sähköisesti neutraali.

• Esine voi saada sähkövarauksen eli varautua, kun sitä hangataan. Silloin esineeseen tulee lisää elektroneja tai siitä poistuu elektroneja.

• Kun neutraalin esineen lähelle tulee sähkövaraus, neutraalin esineen elektronit voivat siirtyä esineen sisällä. Tätä ilmiötä kutsutaan polarisoitumiseksi.

  • • Tämän ilmiön takia esimerkiksi neutraali pöly tarttuu sähköisesti varautuneeseen pölyhuiskuun.

• Kun kahdella esineellä on erilainen sähkövaraus, niiden välillä on jännite.

• Jännite voi hävitä kipinäpurkauksessa.

  • • Esimerkiksi salama on kipinäpurkaus.

Simulaatioita:

• hankaussähkö ja varausten siirtyminen

• sähköinen veto- ja poistovoima

• kipinäpurkaus

Videoita:

• Koulussa teimme omia salamoita. Osaatko selittää, mihin ilmiö perustuu? Apua saat täältä.

• Van der Graaf -generaattori perustuu hankaussähköön.

22. Jännite aiheuttaa virtapiiriin sähkövirran

Olennaisia käsitteitä:

• jännite ja sähkövirta

• virtapiiri ja kytkentäkaavio

• komponentti ja piirrosmerkki

• paristo, lamppu, katkaisija, johdin

• johde ja eriste

• sähkövirran malli

Videoita:

• Mitä sähkövirta on? (englanniksi, pituus 5 min)

• Kertaus tämän ja edellisen kappaleen asioista & vähän lisätietoakin kiinnostuneille (englanniksi, pituus 10 min)

Simulaatioita:

• Tee kytkentöjä alla olevalla simulaatiolla. Kokeile rakentaa paristosta, johtimista ja lampusta kytkentä, jossa lamppu hehkuu. Osaatko lisätä katkaisijan tai saatko lampun jollain keinolla palamaan kirkkaammin? 

23. Virtapiirejä tutkitaan jännite- ja virtamittarilla

Olennaisia käsitteitä:

• jännitemittari, virtamittari, yleismittari

• sarjaan kytkentä

• rinnan kytkentä

• verkkojännite

• pistorasia ja pistoke

• sähköisku

Simulaatioita:

• virtapiirien rakentaminen (Kokeile rakentaa virtapiiri ja mitata jännitteitä ja virtoja siinä.)

Materiaaleja sähköturvallisuudesta:

• Tiedä, ennen kuin toimit sähköverkon läheisyydessä - opas sähköjohtojen lähellä työskenteleville

• Kodin sähköturvallisuus - miten välttää sähkölaitteista johtuva tulipalo

Videoita:

• Alla olevalla videolla on selitetty olennaiset asiat sarjaan- ja rinnankytkennöistä. Osa videolla opetettavista asioista liittyy tähän kappaleeseen, osa seuraavaan. (Tekijä: Binogi Finland)

24. Lamppu vastustaa sähkövirtaa

Olennaisia käsitteitä:

• vastus

• vastuksen resistanssi R

• resistanssin yksikkö, ohmi, Ω

• vastusten kytkentä sarjaan

• vastusten kytkentä rinnan

• oikosulku

Videoita:

• Alla olevalla videolla opetetaan resistanssista. (Tekijä: Pia Kyllönen)

Simulaatioita:

• Ohmin laki - eli se, miten jännite, virta ja resistanssi riippuvat toisistaan

• Johtimen resistanssi - resistanssin suuruuteen vaikuttavat johtimen poikkipinta-ala, pituus ja johdinaineen resistiivisyys

Edistyneille:

Mitä tapahtuisi, jos resistanssia ei olisi? Alla olevat videot ylittävät peruskoulusisällöt, mutta kiinnostavia ne ovat silti.

• Suprajohteiden teoriaa

• Levitoivan junan pienoismalli

25. Sähköenergia siirtyy ja muuntuu virtapiirissä

Olennaisia käsitteitä:

• sähköenergia

• sähköteho

• sähköenergian yksikkö ja sähkön hinta

Kertausta kokeeseen

Työskentele parin kanssa. Kyselkää alla olevat kertauskysymykset vuorotellen toisiltanne. Kun toinen vastaa, toinen tarkistaa (joko ulkomuistista tai kirjan avulla). Jos kumpikaan ei tiedä eikä löydä vastausta, pyytäkää apua opettajalta.

Kysymykset kappaleeseen 21 (s. 106-109)

• Sähkövarauksia on olemassa kahta lajia. Mitkä ne ovat?

• Miten erimerkkiset varaukset reagoivat toisiinsa? Entä samanmerkkiset?

• Mitkä ovat atomin osat (3 kpl) ja niiden sähkövaraukset?

• Miksi kahteen kappaleeseen voi tulla sähkövaraus, kun niitä hangataan vastakkain?

• Miksi sähköisesti varautunut ilmapallo tarttuu kiinni seinään, vaikka seinällä ei ole sähkövarausta?

• Mitä jännite tarkoittaa?

Kysymykset kappaleeseen 22 (s. 110-113)

• Mitä tarkoittavat avoin ja suljettu virtapiiri?

• Mikä on jännitteen tunnus? Entä sen yksikkö?

• Mikä on sähkövirran tunnus? Entä sen yksikkö?

• Opettele seuraavien komponenttien piirrosmerkit: 

  • lamppu

  • paristo

  • johdin

  • katkaisija

  • virtamittari

  • jännitemittari

• Mihin suuntaan sähkövirta kulkee virtapiirissä? Entä mihin suuntaan elektronit liikkuvat?

• Kerro jokin esimerkki johteesta ja jokin esimerkki eristeestä.

Kysymykset kappaleeseen 23 (s. 114-117)

• Mitkä ovat jännitemittarin ja virtamittarin piirrosmerkit kytkentäkaaviossa?

• Miten jännitemittari kytketään paristoon tai mitatavaan sähkölaitteeseen?

• Miten virtamittari kytketään virtapiiriin?

• Mitä hyötyä on siitä, että paristoja kytketään sarjaan?

• Mitä hyötyä on siitä, että paristoja kytketään rinnan?

• Kuinka suuri on pistorasiasta saatava jännite Suomessa?

Kysymykset kappaleeseen 24 (s. 118-121)

• Mitä resistanssi tarkoittaa?

• Jos laitteella on iso resistanssi, kulkeeko sähkövirta helpommin vai vaikeammin sen läpi?

• Mikä on resistanssin tunnus? Entä sen yksikkö?

• Mikä on vastuksen piirrosmerkki kytkentäkaaviossa?

• Jos kaksi 10 ohmin vastusta kytketään sarjaan eli peräkkäin, mikä on kytkennän kokonaisresistanssi?

• Jos kaksi 10 ohmin vastusta kytketään rinnan, mikä on kytkennän kokonaisresistanssi?

• Laske seuraava lasku: Jos vastus kytketään 20 voltin jännitteeseen, sen läpi kulkee 0,5 ampeerin virta. Kuinka suuri on vastuksen resistanssi? 

Kysymykset kappaleeseen 25 (s. 122-125)

• Kodin laitteet muuttavat sähköenergiaa muihin energiamuotoihin. Kerro niistä jokin esimerkki.

• Mitä sähkölaitteen teho kuvaa?

• Mikä on tehon tunnus? Entä sen yksikkö?

• Mikä sähkölaitteen (esim. uunin tai silitysraudan) osa mittaa lämpötilaa ja katkaisee sähkövirran, kun haluttu lämpötila on saavutettu?

• Jos lämmitysvastus kytketään 230 voltin jännitteeseen, sen läpi kulkee 5 ampeerin sähkövirta. Kuinka suuri on lämmitysvastuksen teho?

Kokeessa käytetyt kaavat:

Kertaus-Quizlet

Voit kerrata itsenäisesti olennaisia käsitteitä Quizletin avulla: 

FY9 Sähkö

Koko jakson kertausvideo: