SähköSähkö

tarinaa virrasta ja jännitteestätarinaa virrasta ja jännitteestä

mrahikka@hyl.edu.hel.mrahikka@hyl.edu.hel.fifi

TasavirtapiiriTasavirtapiiri

jännitelähde, esim. paristojännitelähde, esim. paristo johtoajohtoa laite, esim. lamppu, laite, esim. lamppu,

sähkömoottorisähkömoottori kun ne kytketään toisiinsa kun ne kytketään toisiinsa

saadaan aikaan suljettu saadaan aikaan suljettu virtapiirivirtapiiri

virran ylläpitämiseksi virran ylläpitämiseksi tarvitaan suljettu virtapiiritarvitaan suljettu virtapiiri

E

I

R

Virran syntyVirran synty

Sähkövirta syntyy, kun sähkökenttä pakottaa Sähkövirta syntyy, kun sähkökenttä pakottaa virrankuljettajat liikkeelle johteessavirrankuljettajat liikkeelle johteessa

Jatkuva sähkövirta edellyttää Jatkuva sähkövirta edellyttää virtalähdeilmiötä, joka ylläpitää kenttää.virtalähdeilmiötä, joka ylläpitää kenttää.

Kun virtapiiri suljetaan, kenttä muodostuu Kun virtapiiri suljetaan, kenttä muodostuu samanaikaisesti koko johtimeen, joten kaikki samanaikaisesti koko johtimeen, joten kaikki varauksen kuljettajat lähtevät liikkeelle varauksen kuljettajat lähtevät liikkeelle samanaikaisesti.samanaikaisesti.

Virta/jännitelähde on syy, joka saa aikaan Virta/jännitelähde on syy, joka saa aikaan virran.virran.

Virran vaikutuksetVirran vaikutukset lämpö, johdot kuumenevat, liedet, lämmittyslaitteetlämpö, johdot kuumenevat, liedet, lämmittyslaitteet kemialliset reaktiot, esim. elektrolyysissä virta saa kemialliset reaktiot, esim. elektrolyysissä virta saa

aikaan molekyylien hajoamistaaikaan molekyylien hajoamista säteily, lamput valaisevat ja salama on kirkassäteily, lamput valaisevat ja salama on kirkas magneettinen vaikutus, johtimen lähellä magneetti magneettinen vaikutus, johtimen lähellä magneetti

kääntyy ( kompassi, virtamittari, sähkömoottori)kääntyy ( kompassi, virtamittari, sähkömoottori) eräiden aineiden fysikaaliset ominaisuudet eräiden aineiden fysikaaliset ominaisuudet

muuttuvat virran ansiosta (esim. magnetoituminen; muuttuvat virran ansiosta (esim. magnetoituminen; tiedon tallentaminen nauhalle tai korpulle, tiedon tallentaminen nauhalle tai korpulle, nestekiteet; LCD näyttö)nestekiteet; LCD näyttö)

Virta- eli jännitelähteetVirta- eli jännitelähteet

Jatkuva virtalähdeilmiö voidaan saada Jatkuva virtalähdeilmiö voidaan saada aikaiseksi:aikaiseksi: galvaanisella parilla (sähkökemiallinen ilmiö); galvaanisella parilla (sähkökemiallinen ilmiö);

paristo, akkuparisto, akku Peltierin ilmiöllä (lämpöpari), jossa kahden eri Peltierin ilmiöllä (lämpöpari), jossa kahden eri

lämpötiloissa olevien eri metallien välille syntyy lämpötiloissa olevien eri metallien välille syntyy jännite,jännite,

Aurikopari (säteily saa metallin pinnasta irti Aurikopari (säteily saa metallin pinnasta irti elektroneja)elektroneja)

MHDMHD Vaihtovirta synnytetään induktiollaVaihtovirta synnytetään induktiolla

Ohmin laitOhmin lait 11

Vakiolämpötilassa metallijohtimessa kulkeva virta Vakiolämpötilassa metallijohtimessa kulkeva virta on suoraan verrannollinen jännitteeseen.on suoraan verrannollinen jännitteeseen.

U=RIU=RI

22

€

R=ρ lA

€

ρ=ρ01+αΔT ⎛

⎝ ⎜ ⎜

⎞

⎠ ⎟ ⎟

SähkötehoSähköteho

teho P = UI ja energia W=UItteho P = UI ja energia W=UIt ohmisella vastuksellaohmisella vastuksella

€

P=U2

R=RI2

KirchoffKirchoff

Risteyskohtaan tulevien virtojen summa Risteyskohtaan tulevien virtojen summa on yhtä suuri kuin sieltä lähtevien.on yhtä suuri kuin sieltä lähtevien.

Suljetussa silmukassa Suljetussa silmukassa yhteenlaskettujen potentiaalierojen yhteenlaskettujen potentiaalierojen (jännitteiden) summa on nolla.(jännitteiden) summa on nolla.