About electricity

1. Elektricitet
Lektion 2

2. Mål med dagens lektion
• Att veta vad som menas med elektrisk
laddning
• Känna till atomens olika delar
• Förstå vad ström och spänning är för något
• Känna till olika mätinstrument

3. El är en viktig del av vår
vardag
• Vilka apparater hemma hos dig går på el och
vilka går inte på el?
• En vardag utan el blir besvärlig

4. Varifrån kommer elen?
• Batterier  tar slut snabbt
• Generatorer måste omvandlas i transformatorer
• Vad är grön el?
• Är grön el bättre? Varför?
• - el som producerats av förnybara energikällor ex
biobränsle, sol-, vind-, eller vattenkraft

5. Elektriska laddningar
• För att förstå elektriska fenomen så måste vi
titta på materiens partiklar.
Atomer är uppbyggda av mindre
subatomära partiklar.
Atomkärna:
Protoner- Positivt laddad partikel
Neutroner- oladdad partikel
Elektronhölje/”skal”:
Elektroner- Negativt laddad partikel

6. Atomer
• I sitt normala tillstånd så är atomen oladdad->
lika många protoner (+) som elektroner (-):
NEUTRAL
11
+
• Atomkärnan kan man inte
Natriumatom, Na
Protoner: 11+
Elektroner: 11-
Laddning: ´0
påverka men elektronerna
kan flyttas bort från atomen
eller till och med läggas till
atomen

7. 11+
1e-
11
+
Natriumjon, Na+
Protoner: 11+
Elektroner: 10-
Laddning: ´1+
Natriumatom, Na
Protoner: 11+
Elektroner: 11-
Laddning: ´0
Atomen är nu laddad, positivt laddad

8. 17+
Klorjon, Cl-
Protoner: 17+
Elektroner: 18-
Laddning: 1-
1 e- tas upp
17+
Kloratom, Cl
Protoner: 17+
Elektroner: 17-
Laddning: ´0
Atomen är nu laddad, negativt laddad

9. Elektrisk laddning
• Ett föremål som är elektriskt laddat innebär ett
överskott eller underskott på elektroner.
• Ett elektriskt laddat föremål kan påverka ett annat
föremål som då också blir laddat- man överför
elektroner—> elektrisk stöt.
• Elektronerna hoppar från det ämne som har för
många till det ämne som har för få få elektroner.
• Från minus (överskott på elektroner) till plus
(underskott på elektroner)

10. Statisk elektricitet
• =gnidningselektricitet
• När två föremål gnids mot varandra så att
elektronerna dras bort från ett ämne till ett annat.
• Ex kamma håret
• Kammen sliter bort elektroner
från håret : kammen blir negativt laddat
håret blir positivt laddat

11. Statisk elektricitet
• Lika laddning repellerar (stöter bort)
varandra hårstråna spretar rakt ut
• Olika laddning attraherar attraherar
varandra

12. Åska
• Åska beror på statisk elektricitet.
• De elektriska laddningarna uppstår
genom gnidning när kraftiga vindar
påverkar molnen.
• Det vi ser som blixt är elektroner
som går mellan mellan molnen och
marken för att jämna ut skillnaden i
elektrisk laddning.
• Blixten tar alltid den kortaste
vägen slår ner i höga spetsiga
föremål (antenn, träd osv)

14. Benjamin Franklin
• För ca 200 år sedan visade amerikanen
Benjamin Franklin genom ett livsfarligt
experiment att åskmolnen innehåller
elektriska laddningar
• Genom att under ett åskväder flyga
med en drake med ett långt snöre och
en nyckel fäst i slutet, snöret blev
fuktigt och elektriskt eldande, då slog
det ut gnistor från nyckeln.
• Hans experiment lade grunden för
dagens åskledare, används för att bl.a.
skydda byggnader genom att leda
blixten ner genom marken

15. Vad är spänning?
• Om du har två föremål med olika laddning så kommer det att skapas
en s.k. elektrisk spänning mellan dom.
• I ett batteri finns en pluspol (underskott på elektroner) och minuspol
(överskott på elektroner)
• Elektrisk spänning= skillnaden i laddning mellan två poler

16. Vad är ström?
• När en skillnad i laddning uppstår vill naturen utjämna
denna. NATUREN STRÄVAR ALLTID EFTER JÄMVIKT
• Därför kommer elektronerna att röra sig från minus-till
pluspol när de kommer i kontakt med varandra en ström
uppstår

17. Elektrisk ström
• När elektroner rör sig i en ledning
uppkommer en elektrisk ström. Det är
spänningen som får elektronerna att röra sig.
• När laddningsskillnaden är utjämnad så kan en ström inte
uppstå, lampan slocknar och batteriet ”tar slut”
• I bilden så bildar batterriet, de två
kopplingsladdarna och lampan en
sluten strömkrets.
• Elektronerna rör sig från minuspolen till
pluspolen men vi säger att
strömmen går från pluspol till minuspol

18. Likström, växelström
• Den ström man får från ett batteri kallas för
likström. Elektronerna rör sig hela tiden åt
samma håll (- polen till + polen).
När upphör strömmen?
• En annan sorts ström kallas för växelström.
Växelströmmen ändrar riktning 100 ggr i
sekunden.

19. Mätning av spänning och
ström
• Strömstyrkan eller bara
strömmen, talar om hur
många elektroner som
passerar under en
sekund. Strömstyrkan
mäts i ampere som
förkortas A. Strömmen
mäter man med en
amperemeter.
• 1 ampere är ungefär 6
triljoner elektroner per
sekund
• Spänningen är det som
driver strömmen i
ledningarna. Man skulle
kunna likna spänningen
vid en pump som med
kraft knuffar fram
elektronerna.
Spänningen mäts i volt
som förkortas V.
Spänningen mäter man
med en voltmeter.

20. Volt
Symbol för volt
Voltmeter
• Batterier har spänningen 1,5 V, 4, V eller 9,0 V
• Bilbatteri- 12V
• Vägguttag i våra bostäder- 230 V
• Kraftledningar som finns ute i naturen: 20 kV, 70 kV, 130 kV, 220 kV,
400 kV

21. Ampere
Symbol för ampere
Amperemeter

22. Ledare och isolatorer
• En del ämnen innehåller
många fritt rörliga
elektroner, sådana
ämnen kallas för: ledare,
de leder ström bra.
• Metaller är bra ledare ex:
zink, aluminium,
koppar, silver,
guld, kvicksilver
• Andra ämnen innehåller
väldigt få fritt rörliga
elektroner, de kallas för
isolatorer de leder ström
dåligt.
• Ex:
porslin, glas
plast, gummi
trä och papper
Det finns också en grupp ämnen vars ledningsförmåga ligger
mellan en ledares och isolatorers ledningsförmåga, de kallas
för halvledare

23. Kopplingsschema
• För att beskriva hur elektriska apparater ska kopplas samman ritar
man ett kopplingsschema. I detta använder man symboler av olika
slag. Sladdarna ritas som räta linjer med räta vinklar.
Batteri
Lampa
Strömbrytare
Ledare/slad
d
Volt
Ampere

24. Kopplingsschema

25. Seriekoppling
• Två batterier som kopplas efter varandra är seriekopplade.
Även två lampor kopplade efter varandra är seriekopplade.
Seriekopplade batterier Seriekopplade lampor
• När batterier seriekopplas så adderas batteriernas
spänning. En lampa som kopplas till seriekopplade batterier
lyser starkt men batterierna räcker inte så länge

26. Seriekoppling

27. Parallellkoppling
• Batterier eller lampor kan också parallellkopplas. Man kopplar
då pluspol med pluspol och minus med minus, men batterierna
måste läggas parallellt! Varför då?
• Spänningen i ett parallellkopplat batteri blir oförändrat dvs 1,5 V,
men spänningskällan håller dubbelt så länge.
• De två lamporna lyser
lika starkt som en ensam
lampa

28. Parallellkoppling batterier

29. Parallellkopplade lampor

30. Serie-och parallellkoppling
Lamporna lyser
starkare vid
parallellkoppling.
Orsak: Det ligger
högre spänning över
dom och strömmen
kommer lättare fram
genom två vägar

31. Resistans
• När en lampa kopplas till ett batteri går en ström av
elektroner genom lampans glödtråd.
• Tråden blir kraftigt uppvärmd och börjar glöda.
• Eftersom tråden är mycket tunn är är det svårt för
elektronerna att passera.
• Tråden har alltså stor resistans
• Resistans är ett elektriskt motstånd
• Alla elektriska kopplingar gör större eller
mindre motstånd mot elström.

32. • Resistans är en egenskap hos ämnen som påverkar
förmågan att leda ström
• Ju större resistans desto sämre leder det ström.
• Låg resistans ger hög ström
• Resistansen mäts i enheten ohm Ω.
• Andra saker som påverkar resistansen:

33. Resistor
• I elektriska kopplingar behöver man ofta komponenter som
begränsar strömmen- gör motstånd. Sådana komponenter
kallas för resistorer.
• Resistorer kan vara av två olika typer:
- fast resistor : resistor som har ett konstant värde på
resistansen
- varierbar resistor: resistorer som man kan ändra
resistansen på
Fast resistor
Varierbar resistor

34. Elström och personskador
• Elström är farlig- orsakar flera dödsfall
per år.
• Elström kan orsaka brand. Branden
kan uppstå genom att man av misstag
täcker över ett elektrisk element.
• Spänningen i ett vanligt vägguttag är
230 V. Rör man ett trasigt vägguttag
och samtidigt håller i ett
värmeelement kommer en ström
passera kroppen.
• Är huden fuktig så är resistansen låg
och då blir strömmen hög

35. • Är huden torr så är resistansen högre och
strömmen blir lägre.
• Många svåra olyckor sker när ungdomar
klättrar upp på järnvägsvagnar. Spänningen på
de ledningarna är 16 000 volt!!

36. Kortslutning och säkring
• Fel på en elapparat eller en sladd orsakar ofta
kortslutning.
• För att skydda sig mot kortslutningar sätter
man in säkringar (proppar) i elektriska
installationer. Propparna seriekopplas med
exempelvis olika vägguttag. I en säkring finns
det en tunn silvertråd som smälter om
strömmen blir för hög . Strömmen i kretsen
bryts och faran är över.

37. Fysikbegrepp
• Elektisk laddning
• Statisk elektricitet
• Ström- likström/växelström
• Benjamin Franklin
• Åska
• Spänning
• Voltmeter
• Kopplingsschema
• Parallellkoppling
• Seriekoppling
• Amperemeter
• Ledare
• Isolator
• Kortslutning
• Resistans

38. Att göra
• Läsa i häftet s 118-125, s. 126-134
• Instuderingsfrågor: Klarar du detta?
• Läxa till nästa gång: göra klart frågorna +
fysikbegreppen