Sandra Dögg Eggertsdóttir
Náttúrufræðisíðan mín !!

Vikan 6. – 10. febrúar

Í mánudagstímanum héldum við áfram með glósurnar sem við fengum í vikunni á undan. Á fimmtudeginum fórum við svo betur í það sem við vorum í vandræðum með og gerðum verkefni úr bókinni sem við vorum að styðjast við. Á föstudeginum var svo próf úr hlekknum.

Orka

Upprunu rafmagns liggur í hreyfingum rafeinda, og til að koma rafeindum af stað þarf orku. Rafspenna er sú orka sem er fyrir hendi til að hreyfa hverja rafeind. Því meiri sem spennan er, því meiri orku fær hver rafeind. Því meiri orku sem hver rafeind fær því meiri orku gefur hún frá sér og því meiri verður vinnan sem er framkvæmd. Rafstraumur er hinsvegar streymi rafmagns eftir vír, eða sá fjöldi rafeinda sem fer um ákveðinn stað á vír á ákveðnum tíma. Því fleiri rafeindir sem fara um því meiri er straumurinn. Það er mjög auðvelt að rugla þessum tveimur hugtökum saman, en þetta er mjög vel útskýrt í myndinni hér við hliðina.

  • Spenna er táknuð með stafnum V og mæld í voltum (V)
  • Straumur er táknaður með stafnum I og mældur í amperum (A).
Viðnám er mótstaða efnis gegn streymi rafmagns. Efni hafa mismikið innra viðnám. Hlutir sem hleypa í gegnum sig rafmagni, hitna, og lýsa þar af leiðandi, vegna viðnáms. Það er það sem gerir það að verkum að ljósaperur lýsa.
  • Viðnám er téknað með stafnum R (e.resistance) og mælt í ómum (ohm, Ω)
Lögmál Ohms
Rafsstraumur í vír er jafn spennunni deilt með viðnáminu Rafstraumur = spenna/viðnám, I=V/R

Flestir kannast við rafhlöður og hvernig þær eru notaðar, en fæstir vita samt hvernig þær virka. Í rafhlöðum er efnaorku sem kemur úr efnahvörfum breytt í raforku. Rafhlöður hafa já-skaut og nei-skaut. Spenna á milli skautanna ýtir rafeindum af stað. Þegar vír tengist við rafhlöðuna flytjast rafeindir frá nei-skautinu yfir í já-skautið. Rafhlaðan endist þar til efnahvörf geta ekki lengur átt sér stað.

Rafgeymar virka alveg eins og rafhlöður, en þeir mynda meiri spennu. Á rafgeymum erru bæði skautin úr blýi og böðuð í brennisteinssýru. Það er líka hægt að endurhlaða rafgeyma og þeir eru notaðir í stærri vélar og tæki, t.d. bíla.

Rafstraumur hefur ekki allltaf sömu stefnu. Rafeindir í vír hreyfast í sífellu í eina stefnu, en geta þó breytt stefnu sinni.

  • Jafnstraumur (AC) : Rafeindir hreyfast alltaf í sömu stefnu, t.d. í rafhlöðum og rafgeymum
  • Riðstraumur (DC) : Stefna rafeindinna breytist reglulega, t.d. rafmagnið á heimilum. Það er mismunandi eftir löndum hversu oft stefnan breytist, á Íslandi gerist það 50 sinnum á sekúndu.

Raforka er sé eiginleiki rafmagns að geta framkvæmt vinnu. Rafafl er hinsvegar sú vinna sem unnin er átilteknum tíma, þ.e. hversu hratt raforkan er notuð.

  • Rafafl er táknað með stafnum P og mælt í vöttum (W)

Til að reikna út rafaflið þarf maður að margfalda saman spennuna og strauminn, P=V*I, vött = völt * amper.

Straumrás er farvegur sem rafeindir streyma eftir. Hún þarf að vera lokuð hringrás svo að rafeindirnar geti ferðast á henni því að opin straumrás ber ekki rafmagn. Rofar opna og loka straumrásum. Til eru tvær gerðir af tengingum straumrása.

  • Raðtenging : Rafeindir komast aðeins eina eina leið og ef einn hlekkur rofnar opnast öll straumrásin. Jólaseríur eru flestar gott dæmi um raðtengingu.
  • Hliðtenging : Rafeindir hafa nokkrar mögulegar leiðir. Þó að einn hlekkur rofni haldast aðrar straumrásir lokaðar. Rafmagn á heimilum er hliðtengt.

Þegar átt er við rafmagn er mikilvægt að hafa öryggið í huga. Til að byrja með vita flestir að vatn og rafmagnstæki fara illa saman. Hlúa skal líka vel að rafmagnssnúrum og ekki ofhlaða fjöltengla. Ef ekki er verið að nota raftengdan hlut skal taka hann úr sambandi. Vör eru öryggi í raflögunum, aldrei skal nota stærri öryggi en lagnirnar leyfa. Það eru tvær gerðir af mismunandi vörum.

  • Bræðivör : Notast við silfurþráð sem bráðnar við of mikinn straum. Mjög lítið notað nú til dags vegna þess hvað þetta er óhetugt.
  • Sjálfvör : Straumrásin opnast ef of mikill straumur fer um hana, mest notað nú til dags.

Segulmagn var uppgötvað um 500 f.kr. í Magnesíu. Fólkið fann bergtegund (magnetít) sem dró til sín hluti úr járni. Þessi bergtegund er einnig kölluð leiðarsteinn. Þennan stein var hægt að nota til að finna áttir (áttaviti) og að öllum líkindum notuðu víkingar slík mælitæki á siglingum sínum. Fyrsti áttavitinn var síðan smíðaður af Kínverjum á 12. öld.

Segulmagn orsakast af aðdráttar- og fráhrindikröftum sem rekja má til þess hvernig rafeindir hreyfast í efni.

Segulmagn ræðst af röðun rafeinda innan efnisins. Það er notað í ýmsum tækjum, t.d. símum og dyrabjöllum.

Segulkraftur hegðar sér mjög svipað og rafkraftur. Krafturinn er sterkastur næst endum segulsins, suðursegulskauti og norðursegulskauti. Ósamstæð skaut dragast að hverju öðru en samstæð skaut hrinda hvoru öðru frá sér.

Bæði er hægt að búa til segulmagn úr rafmagni og rafmagn úr segulmagni. Þegar rafstraumur flyst eftir vír myndast segulsvið umhverfis vírinn. Þannig getur maður notað rafstraum til að búa til segulsvið. Þar af leiðandi er hægt að búa til segla með rafstraum, rafsegla. Vír er vafið um málm og því fleiri sem vafningarnir eru, því sterkari verður segullinn.

Þegar leiðari hreyfist í segulsviði flæða rafeindir um leiðarann og mynda rafstraum. Með þessari aðferð er maður að búa til rafmagn úr segulmagni. Stefna straumsins er háð hreyfingu leiðarans í segulsviðinu. Því sterkara sem segulsviðið er, því sterkari verður straumurinn. Rafall breytir hreyfiorku í raforku. Á Íslandi eru stórir raflar notaðir í rafmagnsframleiðslu.

Leave a Reply