Elektricitet och
magnetism
Eldistribution
Laddning
Ett grundläggande begrepp inom elektricitetslära är laddning.
Under 1700-talet fann forskarna två sorters laddning
POSITIV laddning och NEGATIV laddning
STÖTER BORT
STÖTER BORT
ATTRAHERAR
Vad kommer laddningarna ifrån?
Materia är uppbygt av ATOMER
–
+
+
–
+
–
+
Protoner (positivt laddade)
–
Elektroner (negativt laddade)
Neutroner (neutrala)
Hur kan det bli positiv och
negativ laddning?
Vissa ämnen tar gärna till sig fler
elektroner medan andra har lätt
att ge ifrån sig elektroner.
Det ämnet som får ett överskott
av elektroner blir negativt och
+
++
++
det ämnet som får ett underskott
av elektroner blir då positivt
laddat.
Statisk elektricitet
Statisk elektricitet uppkommer genom att 2 material vid
gnidning mot varandra överför eller tar upp elektroner från
den andra parten.
Lämnar materialet ifrån sig elektroner uppstår en positiv
laddning medan ett tillskott av elektroner ger en negativ
laddning.
En förutsättning för att laddningen skall kvarstå är att
materialet är ett icke elektriskt ledande material såsom
plaster, textilier, papper, trä m.m.
Det kallas statisk elektricitet, eftersom den finns kvar ända
tills den leds bort eller på annat sätt neutraliseras.
Statisk elektricitet
Laddad
ballong
Neutral
vägg
Ledare och isolatorer
Ämnen som leder ström kallas ledare.
Alla metaller leder ström. Bäst är silver, guld och koppar.
Även vatten och människokroppen leder ström.
Ämnen som inte leder ström kallas isolatorer.
Exempel på sådana är gummi, porslin, plast och luft.
Hur ser en strömförande kabel ut?
LEDARE
ISOLATOR
Elektrisk ström
Ström är elektroner som förflyttas i ett ledande material.
Elektrisk ström mäts i ampere, A.
Mätinstrumentet för ström heter amperemeter.
Strömmens riktning?
Spänning
Spänningen är ett mått på batteriets förmåga
att driva fram elektronerna i strömkretsen.
Likström
• Likspänning
heter det just för att strömriktningen är den
samma hela tiden.
•Likström förkortas DC från engelskans Direct Current.
Växelström
•Från ett vägguttag får vi en
220 Volts-spänning som byter
riktning mellan polerna hela
tiden, en s.k. växelspänning. I
ena ögonblicket är det plus i
ena av de två hålen i väggen
och i nästa ögonblick i det
andra.
•Växelspänning förkortas AC
(Alternating Current).
Kopplingsschema
Ett kopplingsschema är en bild av en elektrisk krets
som ritas på ett enklare sätt.
Symboler för kretsscheman
Ledning
Batteri
Lampa
Strömbrytare
Amperemeter
Voltmeter
A
V
Seriekoppling
Endast
en väg för
strömmen att passera
Om en lampa går
sönder slocknar alla
andra lampor också
Parallelkoppling
Här kan strömmen ta flera
vägar
Om en lampa går sönder
lyser de andra
Att mäta ström
A
A
SERIEKOPPLING
PARALLELLKOPPLING
Att mäta spänning
V
SERIEKOPPLING
V
PARALLELKOPPLING
Kopplingsschema
Resistansen
Allt som kopplas in i en elektrisk krets (med
undantag för supraledare) har en viss resistans, det
vill säga gör ett visst motstånd mot strömmen.
Resistansen mäts i ohm (Ω).
En komponent som ska öka resistensen i en krets
kallas motstånd.
Resistansen
Resistansen beror på ledarens tjocklek.
Ju tjockare ledaren är desto
lättare kan elektronerna
passera ledaren
alltså
har en tjockare ledare
mindre resistans.
Resistansen
Resistansen beror
också på materialet i
ledaren.
Resistansen - sammanfattning
För ett motstånd av ett givet material så beror
resistansen av
• Motståndets längd
• Motståndets tvärsnittsarea
• Motståndets material
A
A
L
R=L/A
Proportionalitetskonstanten kallas för materialets resistivitet
Elektrisk resistans
Då en elektrisk ström passerar genom en elektrisk komponent så förlorar
strömmen en del av sin energi. Därigenom uppstår en elektrisk spänningsskillnad över komponenten. Elektrisk resistans definieras som kvoten
mellan den spänningskillnad som finns över komponenten och strömmen
genom den, R=U / I.
En elektrisk komponent för vilken kvoten U/I är konstant för alla värden på
U och I, kallas för ett elektriskt motstånd eller resistor.
I
+
Beteckning: Elektrisk resistans betecknas ofta med R.
SI-enhet: Ohm (). 1 = 1 V/A.
Kretssymbol: En elektrisk resistor (motstånd)
anges ofta med en rektangulär symbol.
R
U
-
Magnetism
Jorden är som en
jättestor magnet!
Sannolikt består både den
fasta och flytande delen av
kärnan av nickelhaltigt järn.
Jordens magnetfält uppstår till
följd av strömmar i den
flytande delen av kärnan.
Magnetism
Permanent magnet behåller sin magnetism under lång tid.
En permanent magnet har en sydpol och en nordpol
Tillfälliga magneter t.ex. en järnspik är magnetisk bara om den
befinner sig i närheten av en annan magnet
Magnetism
bortstötning
bortstötning
attraktion
Series Circuits
Parallellkoppling
