FY06 6-10

Question 1

sähkövirta

Answer 1

varattujen hiukkasten liike. johtimeen muodostuva sähkökenttä synnyttää sähkövirran.

Question 2

mihin suuntaan elektronit liikkuvat?

Answer 2

Sähkökentän synnyn seurauksena vapaat elektronit kaikkialla johteessa alkavat liikkua keskimäärin kohti jännitelähteen positiivista napaa. Vaikka suurin osa elektronien liikkeestä on edelleen järjestäytymätöntä lämpöliikettä, liike jännitelähteen positiivista napaa kohti on hieman yleisempää kuin negatiivista napaa kohti. vastakkainen sähkökentän ja sähkövirran suunnalle

Question 3

sähkövarauksen yksikkö coulombin lisäksi

Answer 3

As

Question 4

eriste

Answer 4

aine, jossa ei ole vapaita varauksenkuljettajia tai niitä on erittäin vähän. Aineen sähköä eristävä ominaisuus johtuukin liikkuvien varauksenkuljettajien puutteesta, koska eristeaineen elektronit ovat sitoutuneet eristeaineen molekyyleihin. Esimerkiksi posliini ja muovi ovat hyviä eristeitä.

Question 5

sähkönjohteet

Answer 5

johteessa osa elektroneista pääsee liikkumaan varsin vapaasti paikasta toiseen sekä kappaleesta toiseen johteesta valmistetun johtimen välityksellä. Kaasuissa ja nesteissä sähkövarausta voivat kuljettaa myös ionit.

Question 6

puolijohteet

Answer 6

niiden sähkönjohtavuus muuttuu esimerkiksi lämpötilan muuttuessa

Question 7

jännitelähde

Answer 7

Sen napojen välinen jännite aiheuttaa suljettuun virtapiiriin sähkövirran. ylläpitää sähkövirtaa

Question 8

kulkeeko avoimessa virtapiirissä sähkövirta?

Answer 8

ei

Question 9

haarautuva virtapiiri

Answer 9

sähkövirta jakautuu haarautumispisteessä kahdeksi sähkövirraksi

Question 10

haarautumaton virtapiiri

Answer 10

kummankin lampun läpi kulkee yhtä suuri sähkövirta

Question 11

tasavirta

Answer 11

sähkövirta kulkee virtapiirissä koko ajan samaan suuntaan.

Question 12

sähkövirran mittaus

Answer 12

virtamittari tai yleismittari. Virtamittari kytketään aina sarjaan tutkittavan komponentin kuten lampun kanssa siten, että mitattava virta kulkee mittarin läpi. Virtamittarit valmistetaan niin, että niiden sisäinen resistanssi (sähkövirran vastustuskyky) on pieni. Tällöin mittarit vaikuttavat itse mahdollisimman vähän lävitseen kulkevan sähkövirran suuruuteen. Jos virtamittari näyttää sähkövirran arvon negatiivisena, mittari on kytketty väärinpäin

Question 13

Kirchhoffin I laki

Answer 13

Virtapiirin kuhunkin pisteeseen tulevien sähkövirtojen summa on yhtä suuri kuin siitä lähtevien sähkövirtojen summa.

Question 14

sähkövirran vaikutukset

Answer 14

• lämpövaikutus
• kemiallinen vaikutus (Galvanointi on menetelmä, jossa kappale pinnoitetaan sähkökemiallisen prosessin avulla)
• magneettinen vaikutus (Kun sähkövirta kulkee johtimessa, sen ympärille syntyy magneettikenttä)
• säteilyvaikutus (tietyissä tapauksissa)

Question 15

paristo

Answer 15

Paristo on tasajännitelähde, joka tuottaa tasavirtaa. Paristossa tapahtuvat kemialliset reaktiot synnyttävät pariston toiseen napaan (miinusnapaan) elektronien eli negatiivisen varauksen ylimäärän. Toiseen napaan (plusnapaan) syntyy puolestaan elektronien vajaus eli positiivinen varaus. Pariston napojen välillä on potentiaaliero eli jännite

Question 16

jännitteen mittaus

Answer 16

Jännitemittari kytketään mitattavan kohteen rinnalle siten, että jännitemittarin plusnapa yhdistetään pariston plusnapaan ja miinusnapa miinusnapaan. Jännitemittari on valmistettu niin, että sen sisäinen resistanssi on suuri, joten mittarin läpi kulkee mahdollisimman pieni sähkövirta. Tällöin mittari ei oleellisesti muuta piirin muissa osissa kulkevan sähkövirran suuruutta. Kun jännitemittari kytketään virtapiirissä olevan laitteen, kuten lampun tai vastuksen napoihin, saadaan mitattua laitteen jännitehäviö

Question 17

jännitehäviö

Answer 17

suljetussa virtapiirissä olevan laitteen napojen välinen jännite. Jokaisella virtapiirin komponentilla on jännitehäviö. Komponentissa kuten lampussa tai vastuksessa tapahtuvaa potentiaalin alenemaa kutsutaan myös jännitehäviöksi. Käsitteenä jännitehäviö sisältää oletuksen potentiaalin pienenemisestä, joten edellä mainitussa lampussa tapahtuu 1,5 V jännitehäviö. Jännitehäviö ilmentää sähköenergian muuntumista toiseen muotoon, esimerkiksi lampussa lämpöenergiaksi. Mitä enemmän kappale lämpenee, sitä suurempi on jännitehäviö. Johtimessa tapahtuva jännitehäviö on yleensä hyvin pieni verrattuna muiden virtapiirissä olevien komponenttien jännitehäviöihin.

Question 18

napajännite

Answer 18

Kun jännitelähde, kuten paristo tai akku, liitetään suljettuun virtapiiriin, se aikaansaa sähkövirran. Jännitelähteen sanotaan silloin olevan kuormitettu, ja kuormitetun jännitelähteen napojen välistä jännitettä sanotaan napajännitteeksi U.

Question 19

jännite

Answer 19

Pariston napojen varauksien ero aiheuttaa napojen välille jännitteen.
Jännitettä saadaan kasvatettua kytkemällä useampi paristo sarjaan. pisteiden potentiaaliero

Question 20

potentiaali

Answer 20

Kun siirrytään virtapiirin pisteestä toiseen, tarkastelupisteen potentiaali muuttuu. Potentiaali ilmaisee virtapiirin pisteiden jännitteet sovittuun nollatasoon nähden. Virtapiirin mikä tahansa piste voidaan valita vertailupisteeksi eli potentiaalin nollatasoksi: tämän pisteen potentiaali on sovittu nollaksi eli V = 0 V.

Question 21

miksi potentiaalin muutos johtimissa jätetään usein huomioimatta?

Answer 21

johtimissa potentiaalin muutos on niin vähäistä

Question 22

potentiaalin mittaus

Answer 22

Virtapiirin minkä tahansa pisteen potentiaali voidaan mitata jännitemittarilla, kun mittarin miinusnapa kytketään sovittuun potentiaalin nollatasoon ja plusnapa tutkittavaan pisteeseen. Tällöin kahden pisteen välinen jännite ilmaistaan pisteiden potentiaalieron avulla.

Question 23

potentiaalikäyrä

Answer 23

pisteiden potentiaalit paikan suhteen. Kierretään tarkasteltava virtapiiri sähkövirran suunnassa. Kuvaajan vaaka-akseli kuvaa virtapiiriä piste pisteeltä. Kuvaajan korkeuserot ilmaisevat virtapiirin eri pisteiden väliset jännitteet.

Question 24

Kirchhoffin II laki

Answer 24

Suljetussa virtapiirissä potentiaalimuutosten summa on nolla

Question 25

virtapiirin tarkasteleminen sähkövirran suunnassa, jännitelähteen + ja - navat

Answer 25

Kun virtapiiriä tarkastellaan sähkövirran suunnassa ja tullaan jännitelähteen miinusnapaan, jännitelähteen kohdalla potentiaali kasvaa napajännitteen verran, mutta jos tullaan jännitelähteen plusnapaan, potentiaali pienenee.

Question 26

virtapiirin tarkastelu sähkövirran suunnassa vs suunnan vastaisesti vastus

Answer 26

Kun virtapiiriä tarkastellaan sähkövirran suunnassa, vastuksen kohdalla potentiaali pienenee vastuksen sähkövirran kulkua vastustavan ominaisuuden eli resistanssin takia. Mutta kun tarkastelusuunta on vastakkainen sähkövirran suunnalle, potentiaali kasvaa.

Question 27

resistanssi

Answer 27

kuvaa vastuksen tai johtimen kykyä vastustaa sähkövirran kulkua.

Question 28

vastus

Answer 28

Komponenttia, jonka tarkoituksena on rajoittaa sähkövirran kulkua tai alentaa virtapiirin tietyn pisteen potentiaalia, kutsutaan vastukseksi

Question 29

muuttuuko resistanssi?

Answer 29

ei, jos vastuksen tai metallijohtimen lämpötila ei muutu

Question 30

Ohmin laki

Answer 30

Metallilangassa tapahtuva jännitehäviö U on vakiolämpötilassa suoraan verrannollinen langassa kulkevaan sähkövirtaan I eli U = RI, jossa R on langan resistanssi.
Ohmin laki on voimassa vain silloin, kun metallilangan lämpötila pysyy vakiona

Question 31

metallilangan resistanssi

Answer 31

Metallilangan resistanssi tietyssä lämpötilassa on R=rho*l/A. yksikkö ohmimetri

Question 32

resistiivisyys

Answer 32

kuvaa aineen sähkövirran kulkua vastustavaa ominaisuutta. Kullakin aineella (materiaalilla) on sille ominainen resistiivisyys. riippuu lämpötilasta

Question 33

aineet joiden resistiivisyyden lämpötilakerroin on suuri

Answer 33

Aineita, joiden resistiivisyyden lämpötilakerroin on suuri, voidaan käyttää lämpötilan mittaukseen. Lämpötilan muuttuessa virtapiirin resistanssi muuttuu, mikä muuttaa piirissä kulkevaa sähkövirtaa.

Question 34

miksi resistanssi kasvaa lämpötilan kasvaessa?

Answer 34

Resistanssin kasvu johtuu siitä, että lämpötilan noustessa johdinmateriaalin rakennehiukkasten satunnainen lämpöliike langassa kasvaa, ja sähkövirran kulku vaikeutuu. Langan jäähtyessä lämpöliike pienenee ja resistanssi pienenee.
Lämpötilan noustessa metallilanka myös lämpölaajenee, eli langan pituus ja poikkipinta-ala kasvavat. Vaikutus on kuitenkin merkityksettömän pieni resistiivisyyden muutokseen verrattuna

Question 35

Metallilangan resistanssin riippuvuus lämpötilasta

Answer 35

R=R_20(1+alpha*Deltat)
alpha= resistiivisyyden lämpötilakerroin

Question 36

voiko vastuksen resistanssi riippua valon määrästä tai lämpötilasta?

Answer 36

On mahdollista valmistaa vastuksia, joiden resistanssi riippuu lämpötilasta, valon intensiteetistä tai esimerkiksi jonkin voiman aiheuttamasta jännityksestä. Säätövastus on vastus, jonka resistanssia käyttäjä voi muuttaa säätimen avulla. Resistanssin muutos on monien lämpömittarien tai valaistus- ja voimamittarien toiminnan fysikaalinen perusta.

Question 37

PTC-vastus

Answer 37

resistanssi kasvaa lämpötilan kasvaessa. PTC-vastusta voidaan käyttää mm. sähkölaitteen ylikuormitussuojana. Kun vastuksen läpi kulkeva sähkövirta alkaa kasvaa liian suureksi, vastus kuumenee ja sen resistanssi kasvaa jyrkästi ja rajoittaa näin sähkövirran kasvua.

Question 38

NTC-vastus

Answer 38

resistanssi pienenee lämpötilan kasvaessa. NTC-vastusta voidaan käyttää mm. lämpötila-anturina ja sähkölaitteen alkukäynnistysvirran rajoittamiseen.
Alkulämpötilassa NTC-vastus johtaa huonosti sähköä. Kun NTC-vastus lämpenee sähkövirran vaikutuksesta, se alkaa johtaa sähköä paremmin ja päästää laitteen sähkövirran vähitellen kasvamaan. Jos esimerkiksi sähkölämmityksen alkukäynnistysvirtaa ei rajoiteta, nopeat muutokset sähkönkulutuksessa voivat aiheuttaa kodin valojen välkkymistä tai napsahtelun kuulumista radiosta.

Question 39

sähkölaitteet

Answer 39

muuntavat sähkövirran välittämää energiaa haluttuihin energiamuotoihin. Esimerkiksi leivänpaahtimessa vastuslankojen läpi kulkeva sähkövirta kuumentaa vastukset, mikä saa leivät paahtumaan

Question 40

verkkojännite

Answer 40

230 V

Question 41

Joulen laki

Answer 41

Laite, jonka resistanssi on R ja jonka läpi kulkee sähkövirta I, muuntaa ottamaansa energiaa lämpöenergiaksi teholla P=RI^2
Laite myös kuluttaa energiaa tällä teholla.

Question 42

miksi energiansiirtoverkoissa käytetään suurta jännitettä?

Answer 42

Energian siirtoverkoissa käytetään suurta jännitettä, jolloin pienempi sähkövirta riittää tuottamaan tarvittavan siirtotehon (P = UI). Joulen lain mukaan mitä pienempi sähkövirta, sitä vähemmän energiaa muuntuu hukkalämmöksi johtimissa.

Question 43

sähkölaitteen muuntama energia

Answer 43

Sähkölaitteen muuntama energia E on laitteen keskimääräisen sähkötehon P ja laitteen käyttöajan t tulo eli E = Pt =UIt

Question 44

hyötysuhde

Answer 44

E_tuotto/E_otto

Question 45

sähkölaitteen käyttökustannukset

Answer 45

lasketaan kertomalla laitteen kuluttama energia energian hinnalla.
Kun laitteen sähköteho ilmoitetaan kilowatteina (kW) ja käyttöaika tunteina (h), energian yksikkö on kilowattitunti (kWh). Energian hinta ilmoitetaan euroina kilowattituntia kohti.