Jännite

Jännite ja jännitelähde

Kun kahden kappaleen välillä on eri sähkövaraus, niiden välillä on jännite.

Jännitettä voidaan tuottaa jännitelähteen avulla, joita on kahdenlaisia:

1) Tasajännitelähteet, + ja - napa (merkintä DC, Direct Current)

-paristot, akut, aurinkokennot, usb-portit, kännykkälaturit. Jännitteet yleensä luokkaa 3-20V (Poikkeuksena esim. sähköautojen tai energiavarastojen akut, joiden jännitteet satoja tai tuhansia voltteja).

2) Vaihtojännitelähteet, jännitteen napaisuus vaihtelee jaksollisesti (esim. 50 Hz). (merkintä AC, Alternating Current)

Sähköverkosta saatavassa vaihtovirrassa jännite on 240-400V ja virta voi olla kymmeniä ampeereja eli kotitalouden pistorasioiden tehot voivat luokkaa 10-20kW. 

Kodinelektroniikan muuntajat tekevät vaihtojännitteestä pienitehoista tasajännitettä 5-20V. 

Kappale 1. Sähkövaraus ja sähkökenttä

Kappale 1.Virtapiiri

- Osaat piirtää kytkentäkaavion suljetusta ja avoimesta virtapiiristä, jossa jännitelähde, katkaisija, vastus tai lamppu tai molemmat.

-Osaat liittää virtamittarin virtapiiriin.

-Ymmärrät mitä sähkövirta on ja mitä vaikutuksia sillä on (Huom. kirjan sivulla 221 mainittujen 4 vaikutuksen lisäksi kirjoitimme vihkoon viidennen (Puolijohdevaikutuksen). Pystyt antamaan esimerkit näiden vaikutusten hyödyntämisestä.

-Osaat käsitteet johde, eriste ja puolijohde

Kappale 2. Jännitelähde

-Osaat selittää mihin jännitelähdettä tarvitaan ja mitä eroa on AC ja DC- jännitelähteillä?

-Osaat liittää jännitemittarin virtapiiriin.

-Osaat laskea yhteen paristojen jännitteen sarjaankytkennässä ja ymmärrät mitä eroa rinnankytkennässä on käytännön kannalta.

Kappale 3. Resistanssi.

-Osaat selittää mitä resistanssi tarkoittaa ja sen mitkä tekijät vaikuttavat johtimen resistanssiin (materiaali, pituus, poikkipinta-ala, lämpötila)

-Osaat laskea Ohmin lain (U=RI) avulla jonkun kolmesta muuttujasta kahden muun avulla. R=U/I, I=U/R kirjan esimerkit 1-3

-Jos osaat laskea vastusten sarjaan- ja rinnankytkennän, se on bonustaJ

-Ymmärrät mistä suprajohtavuudessa on kyse ja mihin suprajohtavuutta käytetään jo nykyään. Mitä merkitsisi, jos suprajohtavuus saavutettaisiin ja korkeammissa lämpötiloissa?

Kappale 4. Sähköteho ja sähköenergia.

-Osaat selittää mitä eroa on eri tehoisilla laitteilla ja selittää sähköenergian.

-Osaat laskea sähkötehon kaavasta tehon P=UI ja tarvittaessa kaksi muuta suuretta U=P/I tai I=P/U (esimerkit 1-2 s.247-248)

-Ymmärrät, että sähköenergiaa mitataan epäkäytännöllisen pienen joulen (J) sijaan kilowattitunteina (kWh).

-Osaat muuntaa watit kilowateiksi, 1000W=1kW, 100W=0,1kW, 10W=0,01kW jne..

-Osaat laskea laitteen kuluttaman sähköenergian hinnan, kun tiedät laitteen tehon ja käyttöajan sekä kilowattitunnin hinnan. (esimerkit 3-4 s.248-249)

-Ymmärrät mistä kotitalouden sähkönkulutus muodostuu ja paljonko keksimäärin kotitalous kuluttaa sähköenergiaa vuodessa.

Yleisesti:

-Osaat sähköopissa käytetyt suureet (I; U, R, P, E, t), niiden tunnukset ja yksiköt.