Fysik för årskurs 7-9
Elektricitet och Magnetism
Lena Koinberg
Denna presentation innehåller
• Ström och spänning
• Magnetism
• Elektrisk energi
Ström och spänning
Elektroner kan hoppa mellan ämnen
• Vissa atomer släpper gärna ifrån sig elektroner
medan andra atomer drar till sig elektroner.
Elektrisk laddning
• Lika laddningar stöter bort varandra.
• Olika laddningar dras till varandra.
Statisk electricitet
• När två ämnen gnids mot varandra så kan elektroner
hoppa från det ena ämnet till det andra ämnet.
• Exempel: Tjej gnuggar en ballong mot håret. Elektroner
hoppar från håret till ballongen. Håret blir positivt
laddat. Hårstråna har lika laddning och stöter bort
varandra. Därför står håret rakt ut.
Åska
• Nedre delen i åskmoln blir ofta negativt laddad.
• Övre delen i åskmoln blir ofta positivt laddad.
• En blixt är elektroner som rör sig för att utjämna
skillnaden i laddning.
Elektrisk ström
• En elektrisk ström är en ström av elektroner
som vandrar för att jämna ut skillnaden i
laddning.
• En åskblixt är en kortvarig elektrisk ström.
Sluten krets
• I ett batteri finns en pluspol och en minuspol.
– Pluspolen har brist på elektroner.
– Minuspolen har överskott på elektroner.
• Om man kopplar ihop batteriets pluspol och dess
minuspol med en ledning så uppstår en sluten krets.
• Elektroner kan röra sig i ledningen då det är en sluten
krets.
• Ström uppstår då elektroner vandrar från batteriets
minuspol till dess pluspol.
Ströms riktning
• Elektronerna rör sig från minus till plus i en sluten
krets.
• Trots det så säger man att ström går från plus till
minus!
• Det beror på att fysikerna upptäckte ström innan
de kände till elektronerna. De bestämde då att
ström gick från plus till minus.
• Strömmens riktning visas med en pil (se bild).
Ström
Ström:
Hur många elektroner som passerar under en sekund.
• Ström mäts i ampere som förkortas A.
• Ström mäts med en amperemeter.
Spänning
Spänning:
Det som driver strömmen i ledningarna.
• Spänning mäts i volt som förkortas V.
• Spänning mäts med en voltmeter.
• Spänningen är skillnad i elektrisk laddning mellan två
punkter.
Resistans
• Det är lättare för elektronerna att komma fram i vissa
ledningar än i andra ledningar.
• Resistans: hur stort motstånd det är för elektronerna
att ta sig fram.
• Olika material har olika stor resistans.
• Det är svårare för elektronerna att ta sig igenom en
smal ledning än en tjock ledning. Den smala ledningen
har större resistans än den tjocka ledningen.
Elektriska ledare
• Material som leder ström kallas elektriska ledare.
• Metaller leder ström bra.
• Koppar används ofta som elektrisk ledare i
sladdar.
Isolator
• Material som inte leder ström kallas isolatorer.
• Plast, gummi och porslin är isolatorer.
• Plast används som isolator i sladdar.
Ohms lag
• Fysikern Georg Ohm kom på att det finns ett
samband mellan spänning, resistans och ström.
• U är spänning i volt, V.
• I är ström i ampere, A.
• R är resistans i ohm, Ω.
Ohms lag:
U=R*I 𝑅 =
𝑈
𝐼
𝐼 =
𝑈
𝑅
Amperemeter
Kopplingsschema
• Kopplingsschema är en ritning över hur elektriska
ledningar och komponenter ska kopplas ihop.
Strömkälla
Strömbrytare
Lampa Resistor (motstånd)
Voltmeter
Seriekopplade lampor
• Bilden och kopplingsschemat visar en strömkälla
och två seriekopplade lampor.
• Om en lampa går sönder så slocknar bägge
lamporna.
• Seriekoppling används ofta i julgransbelysningar.
Parallellkopplade lampor
• Bilden och kopplingsschemat visar en strömkälla
och två parallellkopplade lampor.
• Om en lampa går sönder så fortsätter den andra
lampan att lysa.
• Parallellkoppling används ofta i klassrum.
Seriekopplade och parallellkopplade
strömkällor
• Batterier kan också seriekopplas eller
parallellkopplas.
• Om en lampa kopplas till två seriekopplade
batterier så lyser den starkare än om det bara
varit ett batteri.
• Om en lampa kopplas till två
parallellkopplade batterier så lyser den
längre tid än om det bara varit ett batteri.
Magnetism
Magneter har två poler
• En magnet har två poler:
– Nordpol (ofta rödmålad)
– Sydpol (ofta vitmålad)
Olika poler attraherar varandra
• Om nordpolen hålls mot sydpolen så
attraherar magneterna varandra. Magneterna
dras då mot varandra.
Lika poler repellerar varandra
• Om nordpol hålls mot nordpol så repellerar
magneterna varandra. Magneterna stöter då bort
varandra.
• Även då sydpol hålls mot sydpol så stöter
magneterna bort varandra.
Magnet delas
• Om en magnet delas så får man två nya
magneter med varsin nordpol och sydpol.
Magnetfält
• Runt en magnet så är det ett magnetfält.
Jorden är en magnet
• Kompassens röda nål pekar alltid mot norr.
• Kompassens nål är en liten magnet som kan röra sig fritt.
• Runt jorden finns ett magnetfält. Jordens magnetiska
sydpol ligger längst norrut på jorden (jordens geografiska
nordpol).
• Kompassens nordpol drar sig mot jordens magnetiska
sydpol.
Så uppstår en magnet
• I atomerna rör sig elektronerna runt
atomkärnan. Varje atom är en liten
minimagnet.
• I de flesta ämne tar atomernas magnetfält ut
varandra och ämnet är inte magnetiskt.
• I ett magnetiskt ämne (t ex järn) så kan
atomernas magnetfält samverka. Om alla
atomer lägger sig åt samma håll så blir hela
ämnet magnetiskt.
Tillfälliga magneter
• När en järnbit kommer i närheten av en
magnet vänder sig järnatomernas magnetfält
åt samma håll. Järnbiten blir då en tillfällig
magnet.
Permanenta magneter
• Permanentmagneter är alltid magnetiska.
• Permanentmagneter kan tillverkas av stål. I stål
finns det kolatomer mellan järnatomerna. Det gör
att järnatomerna ligger kvar med polerna åt
samma håll.
• Vissa stenar är naturligt magnetiska.
Elektromagneter
• Om man lindar en ledare runt en spole och låter
ström gå genom ledaren så bildas ett magnetfält
runt ledaren.
• När strömmen stängs av så är elektromagneten
inte längre magnetisk.
Elektrisk energi
Elektrisk energi
• Elenergin i Sverige kommer framförallt från
vattenkraft, kärnkraft och vindkraft.
Elektrisk effekt
• Elektrisk effekt är hur mycket elektrisk energi
som en apparat förbrukar.
• 𝑒𝑓𝑓𝑒𝑘𝑡 =
𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖
𝑡𝑖𝑑
• Effekt mäts i Watt, W.
• 1 Watt = den mängd Joule som förbrukas på 1
sekund
Elektrisk energi
• Elektrisk energi mäts i kilowattimmar, kWh.
• 1 kilowattimme är så mycket energi som en apparat
med effekten 1000 Watt förbrukar på en timme.
• Exempel: En mikrovågsugn har effekten 1000 W (=1
kW). Om mikrovågsugnen är igång i 1 timme så drar
den 1 kWh elektrisk energi.
Induktion
• Ett magnetfält kan skapa elektrisk ström.
• Om man rör en magnet genom en spole
(bestående av en ledare) så uppstår en
elektrisk ström.
Generator
• En generator omvandlar rörelseenergi till
elektrisk energi.
• Generators uppbyggnad: Generatorn har en
roterande axel. På den roterande axeln sitter en
magnet. Rörelseenergi (från exempelvis vindkraft)
sätter fart på den roterande axeln. När magneten
roterar så skapas ström.
Likström
• Ström som skapas av ett batteri går åt samma
håll hela tiden. Den strömmen kallas för
likström.
Växelström
• Ström som kommer ur en väggkontakt är
växelström. Växelström byter riktning hela
tiden.
• Växelström med frekvensen 50 Hertz (Hz)
byter riktning 50 gånger i sekunden.
Säkringar
• Om man kopplar för många apparater till ett
eluttag så blir strömmen så stark att det blir
brandrisk.
• Om strömmen blir för hög så bränns en säkring
av så att strömmen bryts.
• Säkringar kallas även för proppar.
Jordad ledning
• Om en sladd är trasig finns risk att det går ström
genom kroppen om man tar i sladden.
• För att undvika att det går ström genom kroppen så
finns jordade ledningar.
• Jordade ledningar är ledningar som leder bort
strömmen på trasiga ledningar så att du aldrig får
ström genom kroppen.
• På eluttaget nedan är skyddsjordningen inringad i rött.

Lena Koinberg | Fysik: Elektricitet och Magnetism

  • 1.
    Fysik för årskurs7-9 Elektricitet och Magnetism Lena Koinberg
  • 2.
    Denna presentation innehåller •Ström och spänning • Magnetism • Elektrisk energi
  • 3.
  • 4.
    Elektroner kan hoppamellan ämnen • Vissa atomer släpper gärna ifrån sig elektroner medan andra atomer drar till sig elektroner.
  • 5.
    Elektrisk laddning • Likaladdningar stöter bort varandra. • Olika laddningar dras till varandra.
  • 6.
    Statisk electricitet • Närtvå ämnen gnids mot varandra så kan elektroner hoppa från det ena ämnet till det andra ämnet. • Exempel: Tjej gnuggar en ballong mot håret. Elektroner hoppar från håret till ballongen. Håret blir positivt laddat. Hårstråna har lika laddning och stöter bort varandra. Därför står håret rakt ut.
  • 7.
    Åska • Nedre deleni åskmoln blir ofta negativt laddad. • Övre delen i åskmoln blir ofta positivt laddad. • En blixt är elektroner som rör sig för att utjämna skillnaden i laddning.
  • 8.
    Elektrisk ström • Enelektrisk ström är en ström av elektroner som vandrar för att jämna ut skillnaden i laddning. • En åskblixt är en kortvarig elektrisk ström.
  • 9.
    Sluten krets • Iett batteri finns en pluspol och en minuspol. – Pluspolen har brist på elektroner. – Minuspolen har överskott på elektroner. • Om man kopplar ihop batteriets pluspol och dess minuspol med en ledning så uppstår en sluten krets. • Elektroner kan röra sig i ledningen då det är en sluten krets. • Ström uppstår då elektroner vandrar från batteriets minuspol till dess pluspol.
  • 10.
    Ströms riktning • Elektronernarör sig från minus till plus i en sluten krets. • Trots det så säger man att ström går från plus till minus! • Det beror på att fysikerna upptäckte ström innan de kände till elektronerna. De bestämde då att ström gick från plus till minus. • Strömmens riktning visas med en pil (se bild).
  • 11.
    Ström Ström: Hur många elektronersom passerar under en sekund. • Ström mäts i ampere som förkortas A. • Ström mäts med en amperemeter.
  • 12.
    Spänning Spänning: Det som driverströmmen i ledningarna. • Spänning mäts i volt som förkortas V. • Spänning mäts med en voltmeter. • Spänningen är skillnad i elektrisk laddning mellan två punkter.
  • 13.
    Resistans • Det ärlättare för elektronerna att komma fram i vissa ledningar än i andra ledningar. • Resistans: hur stort motstånd det är för elektronerna att ta sig fram. • Olika material har olika stor resistans. • Det är svårare för elektronerna att ta sig igenom en smal ledning än en tjock ledning. Den smala ledningen har större resistans än den tjocka ledningen.
  • 14.
    Elektriska ledare • Materialsom leder ström kallas elektriska ledare. • Metaller leder ström bra. • Koppar används ofta som elektrisk ledare i sladdar.
  • 15.
    Isolator • Material sominte leder ström kallas isolatorer. • Plast, gummi och porslin är isolatorer. • Plast används som isolator i sladdar.
  • 16.
    Ohms lag • FysikernGeorg Ohm kom på att det finns ett samband mellan spänning, resistans och ström. • U är spänning i volt, V. • I är ström i ampere, A. • R är resistans i ohm, Ω. Ohms lag: U=R*I 𝑅 = 𝑈 𝐼 𝐼 = 𝑈 𝑅
  • 17.
    Amperemeter Kopplingsschema • Kopplingsschema ären ritning över hur elektriska ledningar och komponenter ska kopplas ihop. Strömkälla Strömbrytare Lampa Resistor (motstånd) Voltmeter
  • 18.
    Seriekopplade lampor • Bildenoch kopplingsschemat visar en strömkälla och två seriekopplade lampor. • Om en lampa går sönder så slocknar bägge lamporna. • Seriekoppling används ofta i julgransbelysningar.
  • 19.
    Parallellkopplade lampor • Bildenoch kopplingsschemat visar en strömkälla och två parallellkopplade lampor. • Om en lampa går sönder så fortsätter den andra lampan att lysa. • Parallellkoppling används ofta i klassrum.
  • 20.
    Seriekopplade och parallellkopplade strömkällor •Batterier kan också seriekopplas eller parallellkopplas. • Om en lampa kopplas till två seriekopplade batterier så lyser den starkare än om det bara varit ett batteri. • Om en lampa kopplas till två parallellkopplade batterier så lyser den längre tid än om det bara varit ett batteri.
  • 21.
  • 22.
    Magneter har tvåpoler • En magnet har två poler: – Nordpol (ofta rödmålad) – Sydpol (ofta vitmålad)
  • 23.
    Olika poler attraherarvarandra • Om nordpolen hålls mot sydpolen så attraherar magneterna varandra. Magneterna dras då mot varandra.
  • 24.
    Lika poler repellerarvarandra • Om nordpol hålls mot nordpol så repellerar magneterna varandra. Magneterna stöter då bort varandra. • Även då sydpol hålls mot sydpol så stöter magneterna bort varandra.
  • 25.
    Magnet delas • Omen magnet delas så får man två nya magneter med varsin nordpol och sydpol.
  • 26.
    Magnetfält • Runt enmagnet så är det ett magnetfält.
  • 27.
    Jorden är enmagnet • Kompassens röda nål pekar alltid mot norr. • Kompassens nål är en liten magnet som kan röra sig fritt. • Runt jorden finns ett magnetfält. Jordens magnetiska sydpol ligger längst norrut på jorden (jordens geografiska nordpol). • Kompassens nordpol drar sig mot jordens magnetiska sydpol.
  • 28.
    Så uppstår enmagnet • I atomerna rör sig elektronerna runt atomkärnan. Varje atom är en liten minimagnet. • I de flesta ämne tar atomernas magnetfält ut varandra och ämnet är inte magnetiskt. • I ett magnetiskt ämne (t ex järn) så kan atomernas magnetfält samverka. Om alla atomer lägger sig åt samma håll så blir hela ämnet magnetiskt.
  • 29.
    Tillfälliga magneter • Nären järnbit kommer i närheten av en magnet vänder sig järnatomernas magnetfält åt samma håll. Järnbiten blir då en tillfällig magnet.
  • 30.
    Permanenta magneter • Permanentmagneterär alltid magnetiska. • Permanentmagneter kan tillverkas av stål. I stål finns det kolatomer mellan järnatomerna. Det gör att järnatomerna ligger kvar med polerna åt samma håll. • Vissa stenar är naturligt magnetiska.
  • 31.
    Elektromagneter • Om manlindar en ledare runt en spole och låter ström gå genom ledaren så bildas ett magnetfält runt ledaren. • När strömmen stängs av så är elektromagneten inte längre magnetisk.
  • 32.
  • 33.
    Elektrisk energi • Elenergini Sverige kommer framförallt från vattenkraft, kärnkraft och vindkraft.
  • 34.
    Elektrisk effekt • Elektriskeffekt är hur mycket elektrisk energi som en apparat förbrukar. • 𝑒𝑓𝑓𝑒𝑘𝑡 = 𝑒𝑛𝑒𝑟𝑔𝑖 𝑡𝑖𝑑 • Effekt mäts i Watt, W. • 1 Watt = den mängd Joule som förbrukas på 1 sekund
  • 35.
    Elektrisk energi • Elektriskenergi mäts i kilowattimmar, kWh. • 1 kilowattimme är så mycket energi som en apparat med effekten 1000 Watt förbrukar på en timme. • Exempel: En mikrovågsugn har effekten 1000 W (=1 kW). Om mikrovågsugnen är igång i 1 timme så drar den 1 kWh elektrisk energi.
  • 36.
    Induktion • Ett magnetfältkan skapa elektrisk ström. • Om man rör en magnet genom en spole (bestående av en ledare) så uppstår en elektrisk ström.
  • 37.
    Generator • En generatoromvandlar rörelseenergi till elektrisk energi. • Generators uppbyggnad: Generatorn har en roterande axel. På den roterande axeln sitter en magnet. Rörelseenergi (från exempelvis vindkraft) sätter fart på den roterande axeln. När magneten roterar så skapas ström.
  • 38.
    Likström • Ström somskapas av ett batteri går åt samma håll hela tiden. Den strömmen kallas för likström.
  • 39.
    Växelström • Ström somkommer ur en väggkontakt är växelström. Växelström byter riktning hela tiden. • Växelström med frekvensen 50 Hertz (Hz) byter riktning 50 gånger i sekunden.
  • 40.
    Säkringar • Om mankopplar för många apparater till ett eluttag så blir strömmen så stark att det blir brandrisk. • Om strömmen blir för hög så bränns en säkring av så att strömmen bryts. • Säkringar kallas även för proppar.
  • 41.
    Jordad ledning • Omen sladd är trasig finns risk att det går ström genom kroppen om man tar i sladden. • För att undvika att det går ström genom kroppen så finns jordade ledningar. • Jordade ledningar är ledningar som leder bort strömmen på trasiga ledningar så att du aldrig får ström genom kroppen. • På eluttaget nedan är skyddsjordningen inringad i rött.