El og energi

1. El og energi

2. Indhold • Energi • Energiformer • Nyttevirkning • Magnetisme • Elektromagnetisme • Griberegler • Induktion • AC – DC • El-produktion • Transformation • El-produktion • Ohm´s lov • Joule´s lov • Forsøg

3. Energi • Energisætning. • Summen af energi i universet er konstant. • De 7 energiformer • Bevægelsesenergi, kinetisk energi • Beliggenhedsenergi, potentiel energi • Elektricitet • Varmeenergi • Lysenergi, lys, elektromagnetisk stråling • Kemisk energi • Kerneenergi, atomkraft

4. Energi • Nyttevirkning • Ved nyttevirkning forstås den procentdel af den forbrugte energi som omdannes til nytteenergi. • Ønsker vi fx. at få opvarmet vand er nytteenergien den energi, man får tilført vandet, mens den forbrugte energi er den elektriske energi eller kemiske energi apparatet omsætter. • Nyttevirkningen angives i procent. • Nogle eksempler på nyttevirkninger : • Elektrisk generator 95% mekanisk energi til el • Akkumulator 70% kemisk energi til el og omvendt • Oliefyr 65% kemisk energi til varme i huset • Kraftværk 40% kemisk energi til el • Solcelle 10% strålingsenergi til el.

5. Magnetisme • Magnetismens 1. lov • Ens poler vil frastøde hinanden • Uens poler vil tiltrække hinanden

6. Magnetisme Domæneteori for magnetisme Teorien siger, at ferromagnetisk materiale består af dipoler eller molekylemagneter, som påvirker hinanden. Disse ”småmagneter” befinder sig i nogle områder, som kaldes domæner. I disse områder peger de alle i samme retning. Et ferromagnetisk materiale bliver magnetiseret, hvis alle disse domæner peger i samme retning. I et ikke-magnetisk stadie er domænerne rodet sammen, så den magnetiske effekt er ble­vet neutraliseret. I et magnetisk stadie er domænerne ordnet, og magneten kan ikke blive stærkere.

7. Elektromagnatisme • I 1820 opdagede den danske fysiker H.C. Ørsted at der opstår et magnetisk felt omkring en ledning når man sender strøm igennem den. • Elektromagnet: Hvis man vikler en ledning tæt op omkring en jernkerne og sender strøm igennem ledningen, virker jernkernen som en magnet, man har en elektromagnet. • Styrken på magneten afhænger af antallet af vindinger samt strømstyrken i ledningen. Flere vindinger og større strømstyrke, giver stærkere magnet.

8. Elektromagnatisme • Griberegler • Ørsteds regel Hold højre hånd med fingerspidserne i strømmens retning. Ledningen skal være mellem magneten og håndfladen. Magnetens nordpol vil da slå ud til tommelfingersiden.

9. Elektromagnatisme • Griberegler • Tommelfingerreglen Lad tommelfingeren pege i strømmens retning i en ledning, så vil ledningens cirkulære magnetfelt have samme retning som fingrene peger i.

10. Elektromagnatisme • Griberegler • Gribereglen Grib om spolen med højre hånd og fingerspidserne i strømmens retning. Nordpolen er da til tommelfingersiden.

11. Elektromagnatisme • Griberegler • Lillefingerreglen Hold højre hånd langs med ledningen med fingerspidserne i strømmens retning. Kraftlinjerne fra magnetens nordpol skal gå ind i håndfladen. Ledningen vil da slå ud til lillefingersiden.

12. Induktion • Induktion. • I 1831 opdagede den engelske fysiker Michael Faraday at hvis man bevæger en magnet i nærheden af en ledning opstår der strøm i ledningen. Ørsted opdagede at strøm medfører magnetisme og nu opdagede man det omvendte fænomen, nemlig at magnetisme også kan frembringe strøm. • Faradaye´s forsøg: Med en stangmagnet, en spole og et voltmeter, kan du let efterprøve Faradaye´s teori, om at der dannes strøm i en ledning når du bevæger en magnet i nærheden af ledningen. • Den inducerede spændingsforskel afhænger af 3 ting: • Antal vindinger om spolen • Magnetens styrke • Magnetens hastighed

13. Induktion • Induktion.

14. AC - DC • DC – jævnspænding • AC – vekselspænding • Periode • Hertz (perioder pr. sekund) [Hz] • Umax = Ueffektiv * √2

15. El-produktion

16. El-produktion

17. Transformation • Transformation

18. Ohm´s lov

19. R I PU • R = Modstand Ohm [Ω] • I = Strøm ampære [A] • P = Effekt watt [W][J/s] • U = Spænding volt [V]

20. Forsøg 1 • Oscilloskop • Induktion • Vekselspænding

21. Forsøg 2 • Transformation

22. Forsøg 3 • Måling af strøm og spænding i serie-forbindelse.

23. Forsøg 4 • Måling af strøm og spænding i parallel-forbindelse.