Elektricitet och magnetism – besläktade fenomen
1. Vem var Hans Christian Ørsted?
En professor i fysik vid universitetet i Köpenhamn. Han gjorde en av alla tiders
viktigaste upptäckter. Han visade att elektrisk ström och magnetism är släkt med
varandra. Han hade en föreläsning år 1820 då han av en händelse såg att en magnetnål
på bordet vred sig då han lät elektrisk ström gå genom en metalltråd. Han upptäckte
också elektromagnetismen.
2. Vem var Benjamin Franklin?
Han upptäckte att åskan är ett elektriskt fenomen. Han sände upp en drake till ett
åskmoln. Då såg han gnistor från en nyckel som han fäst i snörets nedre del.
3. Vad är blixtar?
Det går blixtar dels mellan två moln, dels mellan ett moln och marken (blixten slår
ner). Höga föremål på marken drar till sig blixtar. Den starkt upphettade luften
utvidgas snabbt längs blixtens bana och då uppstår ett ljud som från en explosion. Man
kan likna det vid den gnista som uppstår då du utsätts för statisk elektricitet.
4. Hur upptäcktes elektricitet?
Under antiken såg man att småskräp och pappersbitar fastnade på bärnsten då man
polerat bärnstenen för att tillverka smycken. Ordet elektricitet kommer från grekiskans
elektron som betyder just bärnsten.
5. Hur uppstår statisk elektricitet?
Vissa ämnen består av atomer som gärna tar till sig fler elektroner. Andra ämnens
atomer har lätt att ge ifrån sig elektroner. Om två ämnen gnids mot varandra kan alltså
elektroner överföras. Det ena ämnet får ett överskott av elektroner (blir negativt
laddat)och det andra får ett underskott (blir positivt laddat). Vilket ämne som ger
respektive tar är olika och tas reda på mha prövning. Laddningar av samma slag stöter
bort (repellerar) varandra medan laddningar av motsatt slag dras mot (attraherar)
varandra.
6. Vad innebär ledare och isolator?
I vissa ämnen kan elektronerna lätt röra sig från atom till atom, elektrisk laddning kan
alltså förflyttas i dessa ämnen. Elektriska ledare är metaller, som tex järn och koppar.
I andra ämnen kan elektrisk laddning inte röra sig. De är isolatorer som tex plast, glas,
porslin och gummi.
7. Vad är en sluten krets?
Det är en strömslinga utan avbrott. Elektroner kan vandra från batteriet och tillbaka
genom hela slingan. Batteriet påverkar en motor i olika riktningar beroende på hur det
är kopplat.
8. Hur rör sig strömmen?
Elektronerna går från – till + medan man säger att strömmen går från batteriets pluspol
till dess minuspol. Ström som går åt samma håll hela tiden kallas likström.
I elnätet växlar strömmen riktning i snabb takt. Det kallas växelström, symbolen ˜
Man ritar inte strömpilar i kopplingsschema med växelström.
9. Vad är ett kopplingsschema?
Det är en bild av en elektrisk krets som ritas på ett enklare sätt. Strömriktningen
markeras med en pil på ledningen.
10. Vem var Alessandro Volta?
En italienare som uppfann batteriet.
11. Hur mäter man strömmen?
En amperemeter används. Enheten 1 ampère, 1 A, Efter en fransk fysiker som hette
André Maire Ampère. Ju fler elektroner som går igenom amperemetern varje sekund,
desto fler ampere. (jämför antal liter per sekund). Man bryter kretsen och kopplar in
amperemetern mellan två komponenter.
12. Vad innebär seriekoppling?
Man kopplar tex lampor efter varandra så att samma ström passerar alla lamporna. I en
elljusstake är alla lamporna seriekopplade och det är därför alla lampor slocknar om
man skruvar ur en lampa.
13. Vad innebär parallellkoppling?
Strömmen delas upp i flera grenar som sedan går ihop igen. Då blir allt kopplat direkt
till batteriet. Lampor hemma och i skolan är parallellkopplad.
14. Vad är elektrisk spänning?
Det är det som driver fram strömmen i en krets. Ju högre spänning som driver
strömmen desto större blir strömmen. I ett vanligt vägguttag är spänningen 230 V.
15. Hur mäter man spänningen?
Med en voltmeter. Enheten volt, 1 V, efter italienaren Alessandro Volta. När man ska
mäta spänningen i en krets behöver inte kretsen brytas. Det räcker med att man håller
voltmeterns kontakter mot två ställen i kretsen tex över en lampa.
16. Vad är resistans?
När elektrisk ström går genom en ledning är tex lampor ett hinder( ett motstånd) som
strömmen har svårt att passera. Resistansen är olika i olika metaller. Kopparmetall
leder ström bra medan kromnickelmetall leder ström sämre. Resistans mäts i Ohm, 1
Ω.(grekiskans omega), efter en tysk fysiker som hette Ohm.
Vid seriekoppling adderas motstånden.
17. Hur kan en glödlampa lysa?
Glödtråden i en vanlig glödlampa har stor resistans.
Det är resistansen som göra att lampan lyser. Det blir nämligen varmast på de ställen i
kretsen där det är störst hinder för strömmen, dvs där resistansen är störst. Glödtråden
i en lampa är mycket smal och är ett stort hinder för strömmen. Därför blir den så
varm att den lyser
Elektriska ledningar har resistans. Ju längre /tunnare ledningen är , desto större
resistans har den. Resistansen beror också på materialet i ledaren. Ju bättre ledare,
desto mindre resistans.
18. Vad innebär kortslutning?
Att strömmen går ”fel väg” i en krets. Det går alltid mest ström där resistansen är
minst. (Minsta motståndets lag)
Tex vid seriekopplade lampor då det finns en extra väg för strömmen att gå runt den
ena lampan innebär att strömmen tar den lättaste vägen utan hinder och kortsluter
kretsen. Hela spänningen från batteriet kommer då att ligga över den andra lampan.
Ju högre spänning, desto starkare ström.
Ju större resistans, desto svagare ström.
19. Hur fungerar en kompass
En kompass är ett navigationsinstrument som anger riktningen mot jordens
nordpol. En nålformad magnet är upphängd så att den lätt kan vrida sig. Den pekar
alltid mot norr med sin nordände. Jorden är en magnet. Alltså måste det vara
jordmagnetens sydände som ligger vid jordens nordpol. Därför kallar man ändarna på
en magnet nordände och sydände.
20. Nämn några olika magneter.
Permanent – de som behåller sin magnetism under lång tid.
Tillfälliga – tex en järnspik som bara är magnetisk om den kommer när en annan
magnet. – det kallas magnetisk influens. Det är bara få ämnen som påverkas av
magneter och det vanligaste är järn.
21. När uppstår ett magnetfält?
Området utanför magneten har en osynlig egenskap. Den kan påverka järnföremål på
avstånd. Lättast att se magnetfältet är att strö järnfilspån på ett papper ovanpå en
magnet. Om en ledning lindas till en spole blir magnetfältet mer koncentrerat. Om
man dessutom placerar ett stycke järn i spolen blir också järnet en magnet.
Magnetfältet blir på så sätt ännu starkare.
22. Vilka egenskaper har en elektromagnet?
(En spole lindad runt en järnkärna) En järnspik kan bli en elektromagnet om man låter
elektrisk ström passera genom en tråd som man lindat runt spiken. Den lindade tråden
kallas spole.
Magnetismen försvinner snabbt om strömmen bryts.
Magnetens nordände och sydände byter plats när men vänder strömmens riktning.
Ju starkare strömmen är, desto starkare är magneten.
Ju fler varv spolen har, desto starkare är magneten.
Magneten blir starkare om det finns en järnkärna i spolen.
23. Finns det några faror med elektricitet?
Ja, elektriciteten i våra vägguttag kan vara livsfarliga om strömmen tar vägen genom
kroppen. Elektriker måste anlitas för arbeten med elen i ditt hem och företag. Om det
uppstår ett fel i en apparat kan det bli kortslutning. Då kan strömmen bli mycket stor
och ledningarna kan bli så heta att det antänder huset. För att förhindra detta har man
säkringar (proppar) som bryter strömmen om den blir för stor tex större än 10 A.
24. Hur fungerar en jordfelsbrytare?
25. Vilket av följande påstående är sant när en krets innehåller ström, spänning och
resistans?
a) Ju högre spänning, desto större resistens.
b) Ju mindre resistans, desto högre spänning.
c) Ju högre spänning, desto starkare ström.
d) Ju starkare ström, desto större resistens.
26. Vilka skillnader finns mellan serie- och parallellkopplingar?
27. Rita en krets med
a) Parallellkoppling
b) Seriekoppling
28. Vi använder mycket el men det är missvisande eftersom strömmen är densamma
överallt i en krets. Strömmen avtar inte när den passerar en lampa.
Vad menar man med att vi förbrukar mycket ström? Hur vet elbolagen vad man
ska fakturera sina kunder?
