Fagstoff

Elektrisitetslære

Publisert: 08.09.2010, Oppdatert: 03.03.2017
  • Innbygg
  • Enkel visning
  • Lytt til tekst
  • Skriv ut

Elektrisitetslære er læren om blant annet hvordan elektrisk spenning oppstår, hva elektrisk strøm, spenning og resistans er, Ohms lov, hvordan elektrisk strøm transporteres, i hvilke størrelser og verdier elektrisitet måles, hvordan instrumenter til å måle spenning, strøm og resistans brukes, og hvilke faktorer som bestemmer effekten fra et apparat.

Video: Elektrisitet ( (trykk på bildet for å starte)
Opphavsmann: Kunnskapsfilm
 

Forskjellige typer elektriske kabler. Foto.Elektrisitet er fysiske fenomener knyttet til negativt eller positivt ladde partikler i ro eller i bevegelse 

Forskjellige måleinstrumenter. Foto.Forskjellige måleinstrumenter
Opphavsmann: Steinar Olsen
 
Modell av Ben Franklins lyneksperiment. Foto.Et lyn er en stor elektrisk utladning mellom sky og jord eller hav, eller mellom sky og sky 

 Vi omgir oss med elektrisitet i nesten alle sammenhenger. Når vi er på tur i skog og mark og oppdager at vi ikke har dekning på mobiltelefonen, blir vi litt forskrekket. Det er blitt en selvfølge at vi skal kunne bruke strøm og spenning til de fleste gjøremål.
Øystein Sunde synger om ting som er "kjekt å ha", og noen ganger opplever vi at vi har altfor mange elektriske apparater.

Elektrisitet kan vi ikke se og høre, vi kan bare registrere effekten av den. Lys fra en lampe kan vi se, men strømmen som går gjennom glødetråden, kan vi ikke se.

Enda verre er det med spenning. Vi vet at vi må ha spenning for at det skal gå elektrisk strøm, men se eller høre den kan vi ikke. Vi har kanskje kommet borti elektrisk ledende deler og fått strøm gjennom kroppen. Det var nok ingen behagelig opplevelse. Vi bør ikke bruke en slik metode til å registrere strøm og spenning. Til dette har vi utmerkede måleinstrumenter.

Fordi vi ikke kan se strøm og spenning, blir det elektriske "bildet" svært abstrakt for oss. Vi må bruke kjente fenomener for å forklare oppførselen til de elektriske fenomenene. Vi kan sammenligne elektrisk strøm med vannstrømmen i en elv eller bekk. Elektrisk spenning kan vi sammenligne med plasseringen av et vann i terrenget: Jo høyere vannet ligger, jo høyere spenning får det. For måling av de vanligste elektriske størrelsene, strøm, spenning og resistans, bruker vi universalinstrumenter.

Elektriske fenomener følger grunngitte fysiske lover. Det betyr at vi må lære å forstå hvordan strøm oppfører seg i ulike apparater. Matematikk blir et nyttig hjelpemiddel til å beregne elektriske størrelser. Lommeregneren, eller kalkulatoren, er god å ha når du skal utføre elektriske beregninger. For et par hundrelapper får du en brukbar lommeregner!

Statisk elektrisitet

Statisk elektrisitet oppstår når en gjenstand blir oppladet, det vil si at elektroner fjernes eller tilføres slik at gjenstanden ikke lenger er elektrisk nøytral. Det blir da en spenning mellom den oppladede gjenstanden og jord (jord regnes som elektrisk nøytral), og det oppstår et elektrisk felt omkring den ladede gjenstanden. Når to ulike stoffer kommer i kontakt med hverandre, vil vi generelt få en overføring av ladning (elektroner) fra det ene stoffet til det andre. Hvor mye ladning som overføres, avhenger blant annet av egenskapene til de to stoffene, om overflaten er glatt eller ru, om de to stoffene gnis mot hverandre, osv.

Atom. Illustrasjon.Et atom er elektrisk nøytralt fordi det har like mange protoner og elektroner 

Ledere og isolatorer. Foto.Ledere og isolatorer
Opphavsmann: Industriskolen
  

Atomer, protoner, elektroner og nøytroner

Et atom består av en positivt ladet kjerne, som består av det vi kaller protoner, og et like stort antall elektroner som er negativt ladet og kretser i baner rundt kjernen. Fordi begge to har elektriske ladninger som er like store, er atomet elektrisk nøytralt. Atomkjernen kan også inneholde et visst antall nøytroner, disse er ikke positivt eller negativt ladet og har derfor ikke innvirkning på atomets elektriske ladning.

Ledere og isolatorer

Det er stor forskjell på resistansen i ulike materialer. Dette er på grunn av at elektronene er mer eller mindre løst knyttet til et atom. Vi kan dele inn elektriske materialer i ledere, halvledere og isolatorer. På bildet ser vi at lederen er laget av kobber, som er en god leder, og rundt lederne er det plastikk eller gummi, som er gode isolatorer.